El documento describe el descubrimiento del neutrón a través de varios experimentos. Bothe y Becker observaron una radiación neutra producida al bombardear berilio con partículas alfa. Más tarde, Chadwick demostró que esta radiación consistía en una nueva partícula subatómica eléctricamente neutra llamada neutrón, explicando así las masas relativas de los núcleos atómicos. Chadwick recibió el Premio Nobel de Física en 1935 por este descubrimiento fundamental.

1. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA
INGENIERÍA INDUSTRIAL EN PRODUCTIVIDAD Y CALIDAD
TEMA: EXPERIMENTO DONDE SE DESCUBREN LOS NEUTRONES
MAESTRO: GSUS TORRES GRAGEDA
MATERIA: PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
ALUMNA: MARÍA DE LOS ÁNGELES MIRANDA MORENO
GRUPO: 1-3 MOCTEZUMA, SONORA A 2 DE SEPTIEMBRE DE 2015

2. • Es notable que el neutrón no fuera descubierto hasta 1932, cuando James Chadwick utilizó datos de
dispersión para calcular la masa de esta partícula neutra. Desde los tiempos de Rutherford se sabía que
en la mayoría de los átomos, el número de masa atómica A de los núcleos, es un poco más del doble del
número atómico Z, y que esencialmente toda la masa del átomo se concentraba en un relativamente
pequeño núcleo. A partir del año 1930 se suponía que las partículas fundamentales eran protones y
electrones, pero se requería que de alguna manera, un determinado número de electrones estuvieran
ligados al núcleo para cancelar parcialmente la carga de los A protones. Pero por entonces se sabía que
por el principio de incertidumbre y por los cálculos del confinamiento del tipo de "partícula-en-una-
caja", simplemente no había suficiente energía disponible para contener los electrones en el núcleo.

3. • A escala aproximada, la energía necesaria para el confinamiento de una partícula en una dimensión
dada, puede ser obtenida estableciendo la longitud de onda de De Broglie de la partícula, igual a esa
dimensión dada. Por ejemplo, si suponemos que la dimensión de un átomo de hidrógeno es de
aproximadamente 0,2 nm, entonces la energía de confinamiento correspondiente es de
aproximadamente 38 eV, el orden correcto de magnitud de los electrones atómicos. Pero para confinar
un electrón a una dimensión nuclear de aproximadamente 5 fermis, se requiere una energía de
aproximadamente 250 MeV. La máxima energía de confinamiento disponible de la atracción eléctrica al
núcleo está dada por:
• Así que, está claro que no hay electrones en el núcleo.

4. W. BOTHE & H.BECKER
• Un avance experimental llegó en 1930 con la observación por Bothe y Becker, de que bombardeando el
berilio con partículas alfa procedentes de una fuente radiactiva, producía una radiación neutra que era
penetrante pero no ionizante. Supusieron que eran rayos gamma, pero Curie y Joliot mostraron que
cuando se bombardea un blanco de parafina con esta radiación, expulsa protones con una energía de
alrededor de 5,3 MeV. Esto resultó ser incompatible con los rayos gamma, como se puede comprobar a
partir del análisis del momento y la energía:

5. • Este análisis se deduce de una colisión elástica frontal, donde una pequeña partícula golpea a una
mucho más masiva. Una vez más, la energía necesaria para la explicación de los rayos gamma, era
mucho mayor que cualquier energía observada disponible a partir del núcleo, por lo que la radiación
neutral debía ser algún tipo de partícula neutra.
• Los 5,3 MeV de energía de los protones expulsados, se podía explicar fácilmente si la partícula neutra
tenía una masa comparable a la del protón. En las colisiones frontales, esto requeriría sólo 5,3 MeV de
energía de la partícula neutra, un valor en el rango de las emisiones de las partículas nucleares
observadas.

6. • Cuando Chadwick bombardeó una delgada lámina de berilio con partículas alfa, el metal emitió una
radiación de muy alta energía, similar a los rayos Gamma.
• Experimentos posteriores demostraron que esos rayos realmente constan de un tercer tipo de
partículas subatómicas, que Chadwick llamó neutrones debido a que se demostró que eran partículas
eléctricamente neutras con una masa ligeramente mayor que la masa de los protones. El misterio de la
relación de las masas ahora podía explicarse. En el núcleo de helio existen dos protones y dos
neutrones, mientras que en el núcleo de hidrógeno hay sólo un protón y no hay neutrones.

7. • James Chadwick (1891-1972). Físico británico. En 1935 recibió el Premio Nobel de física por demostrar
la existencia de los neutrones. El electrón, el protón y el neutrón son los componentes fundamentales
del átomo que son importantes para la química. En la tabla se muestran los valores de carga y de masa
de estas tres partículas elementales.
• Masa y carga de las partículas subatómicas
Partícula
Subatómica
Masa (g) Columbs Carga Unitaria
Protón 1.67262 × 10-24 +1,6022 × 10-23 +1
Neutrón 1.67493 × 10-24 0 0
Electrón 9,10939 × 10-28 -1,6022 × 10-23 -1

8. JAMES CHADWICK
• James Chadwick (1891-1972). Físico británico. En 1935 recibió el Premio Nobel de física por demostrar
la existencia de los neutrones. El electrón, el protón y el neutrón son los componentes fundamentales
del átomo que son importantes para la química.

9. BIBLIOGRAFÍA
• http://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/teoria-atomica/james-chadwick-el-
neutron.html
• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/particles/neutrondis.html