Tko je otkrio neutron, proton i elektron i kakav je značaj imao za čovječanstvo

Od davnina je čovjek bio zainteresiran za strukturu materije, koju svakodnevno promatra oko sebe. Jedna od hipoteza, razvijena u staroj Grčkoj, pretpostavljala je da se tvar sastoji od elementarnih čestica - atoma. Međutim, samo je eksperimentalno utvrđeno u 20. stoljeću da se atom također sastoji od subatomskih čestica: protona, elektrona i neutrona. U članku se otkriva tema o tome tko je otkrio neutron, proton i elektron te kakav utjecaj ta otkrića imaju na razvoj čovjeka.

Atomske i subatomske čestice

Stvar svemira sastoji se od malih čestica nazvanih atomi. Taj je pojam iznesen od strane grčkog matematičara i filozofa Demokrita još u V stoljeću prije Krista. Iz starogrčkoga jezika riječ "atom" se prevodi kao "nedjeljiva". Zbog tehničke nemogućnosti provjere što je atom, ta je hipoteza postojala sve do 19. stoljeća, kada je napredak u znanosti i tehnologiji omogućio temeljitiju analizu atoma. Proučavanjem atoma krajem XIX. Stoljeća utvrđeno je da on nije elementarna jedinica materije i sastoji se od manjih čestica, koje se nazivaju subatomskim. Te se čestice obično pripisuju elektronu, protonu i neutronu, budući da tvore atome cijele tvari.

Trenutno je znanost napredovala daleko u pitanju proučavanja elementarnih čestica. Tako je utvrđeno da čak i subatomske čestice imaju i svoju unutarnju strukturu. Osim toga, tu je i tzv. Antimaterija, formirana od atoma koji se sastoje od antičestica, koje su također subatomske. Ipak, otkriće elektrona, protona i neutrona postavilo je temelje za nuklearnu fiziku i nuklearnu povijest čovječanstva. Tko je otkrio ove subatomske čestice je pokriven u ovom članku.

Moderne ideje o strukturi atoma

Prije nego se okrenemo odgovoru na pitanje tko je otkrio neutrone, protone i elektrone, razmislite što je s modernog gledišta atom.

Svaka supstanca koju vidimo svaki dan sastoji se od molekula. Oni su formirani od atoma. Iako je broj različitih molekula dovoljno velik, svi su oni formirani ograničenim brojem različitih atoma (reda veličine 100). Svaki atom ima jezgru koja se sastoji od protona i neutrona, i elektrona koji se okreću oko jezgre, čiji je električni naboj negativan i suprotan predznaku naboju jezgre.

Ako te ideje primijenimo na vodu, treba reći da u vodenoj kapi promjera 4 mm ima približno 10 ¹⁵ molekula. Molekula vode sastoji se od 3 atoma: 2 atoma vodika i 1 atom kisika. Atom kisika sastoji se od jezgre koju čini 8 protona i 8 neutrona, te elektronska ljuska koja se sastoji od 8 elektrona.

Elektronsko otkrivanje

Do 1897. godine čovječanstvo je smatralo da je atom nedjeljiv, kada je britanski fizičar Joseph John Thomson otkrio elektron u svojim pokusima s katodnim zrakama. Uređaj koji je koristio Thomson bio je zapečaćena staklena cjevčica u koju su postavljene dvije katode i zrak je ispumpan. Znanstvenik je otkrio da emitirane katodne zrake odstupaju od puta njihovog širenja, ako su pod utjecajem električnog polja. Kao rezultat toga, znanstvenik je otkrio da čestice koje tvore ove zrake moraju imati negativan naboj. Nakon toga se te čestice nazivaju elektroni.

Otkriće protona

Učenik JJ Thomson, fizičar na Novom Zelandu Ernest Rutherford, smatra znanstvenik koji je otkrio proton. Početkom 20. stoljeća predložio je planetarni model strukture atoma, u kojem se većina nalazi u središtu. Rutherford je došao do te hipoteze nakon što je analizirao eksperimente u kojima su znanstvenici Hans Geiger i Ernest Marsden bombardirali alfa čestice pločom od zlata.

Godine 1918. Rutherford je samostalno proveo pokuse na interakciji alfa čestica s dušikom. U tim eksperimentima, znanstvenik je promatrao emisiju jezgara atoma vodika i došao do zaključka da su oni "gradivni blokovi" za sve druge jezgre. Rutherford je otkrio proton. Kasnije je utvrđeno da je masa nuklearnog materijala znatno premašila ukupnu masu svih protona atoma, pa je Rutherford sugerirao da u atomskoj jezgri još uvijek postoji neka teška čestica koja nema naboja. Ta čestica je neutron, koji je kasnije otkriven.

Tko je otkrio neutron?

Treća konstitutivna čestica atoma otkrivena je 1932. Britanski fizičar James Chadwick postao je znanstvenik koji je otkrio postojanje neutrona. Proučavajući ponašanje atoma kada ih alfa čestice bombardiraju, Chadwick je otkrio postojanje zračenja, čije su čestice imale masu približno istu kao protoni, ali su bile električno neutralne jer nisu bile u interakciji s električnim poljem. Osim toga, te čestice su mogle prodrijeti u tvar i uzrokovati da se atomi teških elemenata podijele na lakše. Zbog fizičkih svojstava nove čestice, Chadwick ga je nazvao neutronom, pa se s pravom smatra znanstvenikom koji je otkrio neutron.

Energija atomske jezgre

Nakon otkrivanja neutrona, nuklearna fizika, kao i kemija i tehnologija, napravili su veliki korak naprijed. Pred osobom se otvorio novi, praktički neiscrpan i istodobno opasan izvor energije.

Početak nuklearnog razdoblja osjetio je čovječanstvo 1945. godine, kada su Sjedinjene Države iskusile destruktivnu prvu nuklearnu bombu u Trojstvu, spustivši je u japanske gradove Hiroshima i Nagasaki.

Prvo korištenje nuklearne energije u miroljubive svrhe trebalo bi pripisati sredinom 50-ih godina 20. stoljeća, kada je 1953. izgrađen prvi nuklearni reaktor, koji je zamijenio dizelski motor američkoj podmornici "Nautilus".