第三章:核世界奥秘的探索
地理知识大揭秘:探索地球奥秘

地理知识大揭秘:探索地球奥秘地球是我们生活的家园,充满了种种奇妙的景观和宝藏。
了解地理知识,可以让我们更好地理解这个世界,探索地球的奥秘。
让我们一起揭开地理知识的神秘面纱,深入探索地球的奥秘。
第一章:地球的形状与大小地球是一个略微扁球体,它的形状并不是完全规则的球形。
根据科学家的测算,地球的赤道半径约为6378.1千米,而极半径则约为6356.8千米,这意味着地球的赤道要比从南北极相连的极轴要长。
事实上,地球在赤道处略有胀大,而在极轴处微微压扁。
第二章:地球的层次结构地球的内部构造是由地壳、地幔和地核三个主要部分组成。
地壳是最外部的地球壳层,它分布着陆地和大洋的底部;地幔位于地壳之下,是地球最厚的部分,由固态岩石组成;地核位于地幔之下,由外核和内核组成,内核是地球最内部的部分,由固态铁和镍组成。
通过深入了解地球的内部结构,我们可以更好地学习地壳运动、地震、火山等地貌的成因,也可以为资源勘探和环境保护提供重要的依据。
第三章:大洋与海洋地理地球上的70%是水域,其中大洋占据了相当大的比例。
大洋被分为五大洋:太平洋、大西洋、印度洋、南极洲洲和北极洲洲。
每个大洋都有自己独特的地理特征和生物多样性。
海洋在地球上起着至关重要的作用。
它们为生物提供了生存的环境,维持着地球的水循环,对调节气候起着重要的影响,同时也是经济活动和资源开发的重要领域。
了解海洋地理,有助于我们更好地保护海洋资源,控制海洋污染,并推动可持续发展。
第四章:地理环境与气候变化地球的地理环境对气候变化有着重要的影响。
地形、海拔、水域分布等因素都会影响气候特征和气温分布。
气候变化是当前全球面临的重大挑战之一。
通过了解地理环境与气候变化的关系,我们可以更好地理解气候变化的原因和机制,并采取适当的措施来减缓气候变化的影响。
第五章:地理奇观与自然灾害地球上有许多令人叹为观止的地理奇观,如大峡谷、长城、亚马逊雨林等等。
这些地理奇观给我们带来了视觉上的震撼和心灵上的感动。
走进科学世界,探索未知奥秘-作文800字

走进科学世界,探索未知奥秘-作文800字标题:走进科学世界,探索未知奥秘我们生活的这个世界充满了神秘和奥秘,而科学就是我们揭示这些奥秘的钥匙。
从古至今,人类一直在不断地探索和研究,以期更深入地了解我们的宇宙、生命和自然。
科学的发展不仅改变了我们的生活方式,也让我们对世界的理解更加深刻。
科学,这个看似冷冰冰的词汇,其实蕴含着无穷的魅力。
它是一种追求真理、热爱生活、敢于挑战的精神。
科学的精神鼓励我们去探索、去发现、去创造,使我们能够在不断的学习和实践中成长。
在科学的世界里,每一个新的发现都是一个奇迹,每一个突破都是一次飞跃。
从牛顿发现万有引力定律,到爱因斯坦提出相对论,再到霍金探索黑洞的秘密,科学的进步推动了人类文明的发展,使我们的世界变得更加丰富多彩。
然而,科学的世界并非只有光明的一面,也有许多未解之谜等待我们去探索。
例如,宇宙是如何诞生的?生命的起源是什么?人类是否是宇宙中唯一的生命形式?这些问题虽然目前还没有答案,但正是这些问题激发了科学家们的探索精神,驱动他们勇往直前,为人类的知识宝库增添更多的财富。
走进科学世界,需要我们保持一颗好奇心和求知欲。
只有对世界充满好奇,才能驱使我们去探索未知的领域;只有对知识充满渴望,才能激励我们去学习和掌握新的知识。
同时,我们也需要具备批判性思维和创新意识。
在科学的世界里,没有绝对的真理,所有的理论都需要经过实践的检验。
我们要敢于质疑,敢于挑战权威,这样才能推动科学的进步。
总的来说,走进科学世界,探索未知奥秘,是一项既充满挑战又充满乐趣的任务。
在这个过程中,我们可以了解到自然界的规律,也可以感受到人类智慧的力量。
无论你是科学家还是普通人,只要你有一颗热爱科学的心,你都可以参与到这项伟大的事业中来。
让我们一起走进科学的世界,用我们的智慧和勇气去探索那些未知的奥秘,为人类的未来开辟一条新的道路。
因为,科学的世界,是我们共同的家园,也是我们永远的梦想。
读《呼风唤雨的世纪》有感

读《呼风唤雨的世纪》有感读《呼风唤雨的世纪》有感1更好的是我们都知道以前有恐龙是怎么进化成鸟的,人们还可以登上太空,探索宇宙的奥秘,探索原子核世界里的奥秘,洞察百亿光年外的天体,如果用现在的`科技技术和以前的人们相比,真可以用“忽如一夜春风来,千树万树梨花开。
”来形容,生活在这个世纪里,我真是太幸福了,还好没有生活在以前的时代。
我很喜欢我的时代,我也觉得我特别幸运没有生活在以前。
读《呼风唤雨的世纪》有感220实际是一个呼风唤雨的世纪,是科学家的发现和发明创造了现在的高楼、电话、电视以及程控飞机……现在科技,有电视、电脑、飞机、火车、轮船······等等,都是高科技的产品。
这都是出古人想象的“千里眼”、“顺风耳”·······。
今天我学了这节课更加懂得了,科技的`发达。
这个世纪比19个世纪发明和发现的东西都要多,明显看出人类的智慧和细心。
20世纪里人们上学上班用汽车,出气旅游用火车轮船飞机。
远在天涯的朋友都能和我们用电话沟通,在网上那个事都知道·······课文里的:“忽如一夜春风来,千树万树梨花开。
”明显准确。
啊!我们的世纪多好!读《呼风唤雨的世纪》有感3今天,我读了《呼风唤雨的`世纪》,我知道了我们现在很幸福。
我知道,以前,人们没有汽车,没有电脑,没有电视,而现在呢?什么都有了,过去,人们都住小平房,现在人们都住高楼大厦别墅。
多好!1920某某年,英国数学家,哲学家伯特兰.罗素说:“归根到底,是科学使得我们这个不同于以往的任何时代。
”八十多年后,这句话依然使用。
我们应该好好学习,天天向上做一个对国家有用的人。
读《呼风唤雨的世纪》有感4人教版课标实验教材四年级上册第29课《呼风唤雨的世纪》,这篇文章是中国科学院院长路甬祥先生写的一篇科技类说明文,文章仅用了短短的几百字就清楚地介绍了20世纪一百年间的科学技术的发展历程,展示了科学技术的飞速发展给人类生活带来的巨大变化和灿烂前景。
《原子的结构》粒子世界的奥秘

《原子的结构》粒子世界的奥秘《原子的结构:粒子世界的奥秘》在我们所生活的这个世界中,万物皆由微小的粒子构成。
而原子,作为构成物质的基本单位,其结构隐藏着无尽的奥秘,等待着我们去探索。
想象一下,原子就像是一个小小的宇宙,内部有着各种不同的“天体”在各自的轨道上运行。
原子的中心是原子核,它由质子和中子组成。
质子带有正电荷,而中子则呈电中性。
原子核虽然体积很小,但却占据了原子绝大部分的质量。
质子的数量决定了原子所属的元素种类。
比如说,氢原子的原子核内只有一个质子,而氧原子的原子核内则有 8 个质子。
这就好像每个元素都有自己独特的“身份证号码”,而这个号码就是质子数。
中子的数量则可以有所不同,即使是同一种元素,也可能因为中子数的差异而存在不同的同位素。
同位素在我们的生活和科学研究中都有着重要的作用。
围绕着原子核,是一片广阔的“空间”,其中有着电子在高速运动。
电子带有负电荷,它们以特定的轨道分布在原子核周围。
这些轨道并不是像行星绕太阳那样有着清晰的路径,而是以一种概率的方式存在。
这有点像在一个大广场上,你知道舞者们大致会在哪些区域活动,但无法精确地指出他们在某一刻的确切位置。
电子的分布遵循着一定的规律。
最内层的轨道能够容纳的电子数量较少,而外层轨道则可以容纳更多的电子。
当原子处于稳定状态时,电子会优先占据能量较低的轨道。
但当外界条件发生变化时,比如原子吸收了能量,电子就有可能跃迁到更高能量的轨道上。
原子的结构还与物质的化学性质密切相关。
原子之间通过化学键相互结合,形成各种各样的物质。
当原子相互靠近时,它们的外层电子会发生相互作用。
例如,在形成离子键时,原子会失去或获得电子,形成带正电或负电的离子,然后通过静电引力相互吸引。
而在形成共价键时,原子之间会共享电子对,以达到稳定的结构。
原子的结构理论并不是一蹴而就的,而是经过了许多科学家的不懈努力和探索。
从道尔顿的原子学说,到汤姆逊发现电子,再到卢瑟福的α粒子散射实验,每一次的发现都让我们对原子的结构有了更深入的理解。
探索大自然的奥秘

探索大自然的奥秘大自然是一个神秘而又美丽的世界,其中蕴藏着无尽的奥秘。
在我们的生活中,我们常常会感受到自然的力量和魅力,但我们是否真正了解大自然的奥秘所在呢?通过深入探索大自然,我们可以窥探到其中隐藏的秘密,并对这个世界更加敬畏和感悟。
第一章探索大地的奥秘大地是我们立足的根基,也是我们探索大自然的起点。
地壳构造、地震、火山喷发等现象都是大地的表现,背后蕴藏着种种奥秘。
例如,地壳运动和地震的发生与地球板块的移动息息相关。
地壳板块之间的相互碰撞和摩擦会产生能量,当能量积累到一定程度时,就会引发地震。
而火山喷发也是地球内部岩浆活动的结果,因地球内部高溫物质向上冲击引起的爆发。
第二章揭示水的奥秘水是生命之源,也是大自然深藏的奥秘之一。
水的三态变化,液态、固态和气态,具有非常特殊的性质。
其独特的物理性质,使得水成为地球上生命存在的基础。
同时,水还具有其他许多有趣的特性,例如浮力和密度。
水的密度随温度变化而变化,达到4℃时密度最大,而低于或高于4℃时密度都会减小,这是绝大多数物质所不具备的。
第三章探秘大气的奥妙大气是我们所处的环境,包裹着地球的外层。
了解大气的奥秘,有助于我们更好地了解气候变化、天气形成等现象。
大气中的气候系统具有高度的复杂性,“气候变化不断”这句话背后是大气在作用。
透过学习,我们知道大气中的各种气体和微粒,如二氧化碳、氧气和水汽,对地球的气温和天气产生巨大影响。
第四章探究生命的奥秘生命是大自然最神秘、最复杂的奥秘之一。
而探索生命的奥秘,涉及到生物、生态、进化等领域。
通过研究生物的起源、结构、生命周期和遗传等方面,我们可以更加深入地了解生命的本质。
例如,通过基因的研究,科学家发现物种间的遗传信息是如何传递和演化的,进一步揭示了生命的演化奥秘。
第五章发掘宇宙的奥秘宇宙是大自然中最为神秘的领域,其中隐藏着无垠的宇宙奥秘。
通过观测、研究和探索,人类不断发现宇宙中的黑洞、星系、行星等神秘现象。
例如,黑洞是由恒星坍缩形成的,具有极强的引力,吞噬周围一切物质。
阅读神奇的科学世界

阅读神奇的科学世界人类对于科学的探索和认知从未停止,科学的世界充满了奇妙和惊喜。
通过阅读,我们可以探索到前所未知的领域,了解到科学的奥秘和发现。
接下来,我将带领读者一起探索神奇的科学世界。
第一篇:奇妙的身体机能身体是科学的奇迹,通过阅读我们可以更加了解和欣赏人体的神奇机能。
从呼吸到神经系统的交互,从骨骼到肌肉的协同作用,每一个细胞和器官都在默默地为我们的生命提供支持。
通过阅读科学类的书籍,我们可以更加深入地了解身体的构造和功能,从而更好地照顾自己的健康。
第二篇:探索宇宙奥秘宇宙是广袤无垠的,了解宇宙的奥秘是人类长久以来的追求。
通过阅读关于宇宙的书籍,我们可以了解星系的形成,黑洞的奇妙特性以及行星的演化等等。
而且,科学家们对宇宙的探索也使我们更加接近了解宇宙的起源和发展。
阅读这些书籍,让我们的思维得到开拓,想象力得到挑战。
第三篇:科技的创新与应用科技的发展对人类生活产生了巨大的影响,通过阅读相关的科技书籍,我们可以了解科技的创新和应用。
人工智能、机器学习、虚拟现实等新兴技术正在不断地发展与应用,这些技术将改变我们的生活方式、工作方式和社交方式。
通过阅读,我们可以了解科学家和工程师的智慧和努力,感受到科技带来的便利和发展的潜力。
第四篇:探索自然界的奥秘自然界是科学的摇篮,通过阅读有关自然界的书籍,我们可以了解到动物、植物和环境的奇妙之处。
从雨林到沙漠,从深海到高山,自然界中存在着无数令人惊奇的生物和景观。
通过阅读这些书籍,我们可以了解它们的生态环境、生存方式,甚至是它们与人类的关联。
总结:通过阅读神奇的科学世界,我们可以开阔自己的眼界,拓宽自己的知识面。
科学的魅力在于它的无穷无尽,阅读为我们提供了一个窥探科学奇妙的窗口。
希望每一个人都能通过阅读发现科学的魅力,并将其应用到自己的生活中。
在这个神奇的科学世界中,我们有无限的可能性,只要我们保持好奇和求知的心。
读书吧,让我们一起探索这个神奇的科学世界!。
《原子》探索原子的奥秘

《原子》探索原子的奥秘在我们所生活的这个物质世界中,原子是构成万物的基本单位。
从我们呼吸的空气,到脚下坚实的大地,从璀璨的星辰,到我们自身的身体,无一不是由原子所组成。
那么,原子究竟是什么?它又有着怎样的奥秘等待我们去揭开呢?原子的概念可以追溯到古代。
古希腊的哲学家们就曾对物质的本质进行过思考和猜测。
然而,真正对原子进行科学研究,则是在近代才开始的。
原子非常小,小到超乎我们的想象。
如果把一个原子放大到一个篮球那么大,那么按相同比例放大,一个乒乓球就相当于一个细胞的大小,而地球则如同整个太阳系那么巨大。
尽管原子如此微小,但它却有着复杂而精妙的结构。
原子由原子核和核外电子组成。
原子核位于原子的中心,由质子和中子构成。
质子带正电荷,中子不带电。
而核外电子则围绕着原子核高速运动,电子带负电荷。
原子的质子数决定了它是什么元素。
比如,氢原子有一个质子,氧原子有八个质子。
原子的质量主要集中在原子核上。
虽然原子核很小,但它却占据了原子绝大部分的质量。
电子的质量相对来说非常小,几乎可以忽略不计。
原子之间通过化学键相互结合,形成各种各样的物质。
比如,两个氢原子和一个氧原子结合,就形成了水分子。
这种结合的方式和强度决定了物质的性质。
原子的内部并不是平静的。
电子在特定的轨道上运动,这些轨道被称为能级。
当原子吸收能量时,电子会跃迁到更高的能级;当原子释放能量时,电子又会回到较低的能级,并以光的形式释放出能量。
这就是为什么我们能看到各种颜色的光,比如霓虹灯的多彩光芒,就是由于原子中电子的能级跃迁产生的。
在化学反应中,原子会重新组合,但它们的种类和数量不会改变。
这就是质量守恒定律的基础。
例如,铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,反应前后铁原子、铜原子、硫原子和氧原子的种类和数量都没有变化,只是它们的组合方式发生了改变。
随着科学技术的不断进步,人们对原子的研究也越来越深入。
科学家们已经能够通过各种先进的仪器和技术,观察和操纵单个原子。
探索神奇的自然界,了解地球的奥秘与美丽

探索神奇的自然界,了解地球的奥秘与美丽自然是一个充满神奇与美丽的世界。
在这个广袤而复杂的地球上,有无尽的奥秘等待着我们去发现。
探索自然不仅可以满足我们的好奇心,还能让我们更加了解地球,保护环境。
让我们一起踏上这个令人着迷的探索之旅,深入探秘自然界的美丽。
第一章:大自然的创造大自然是一个无比神奇的创造者。
从壮丽的山脉到广阔的大海,无一不是自然界的艺术杰作。
比如,世界上最高的山峰——珠穆朗玛峰,是大自然创造的壮丽之作。
它巍峨挺拔,仿佛直插云霄,是人类勇气与毅力的象征。
此外,自然界还有许多其他令人惊叹的创造。
宏伟的大峡谷、奇特的岩石地貌、绮丽的珊瑚礁......这些景观各具特色,每一处都散发着自然的魅力。
在这些奇迹中,我们能看到自然的力量和美丽相互交融,用无比的智慧赋予地球独特的表情。
第二章:四季的变幻地球上的四季轮回无穷无尽地展现着自然的美丽。
春天,万物复苏,花开满园;夏天,阳光明媚,白云飘逸;秋天,金色的丰收,落叶纷飞;冬天,洁白的雪花,冰封的湖泊。
每个季节都有着独特的魅力,呈现给我们不同的景色和感受。
四季的交替不仅仅是自然界的律动,也是地球生命的轮回。
动物们在春天繁衍生息,蓬勃发展;在夏天享受温暖的阳光,快乐地生活;在秋天准备丰收,为冬天储备食物;在冬天进入休眠状态,等待春天的到来。
四季的变幻无不彰显着自然界的独特智慧。
第三章:生命的奥秘生命是自然界最为神奇的奥秘之一。
地球上生物种类繁多,形态各异,每一个生命都有无限的可能性和价值。
从微观的细胞到宏观的生命体,每一个细节都反映着自然的精妙设计。
在森林中,我们可以看到各种各样的动物,它们各自都有着独特的生存策略。
像鹰一样高飞翱翔,像鱼一样游动穿梭,像蜜蜂一样忙碌采集花粉......每一个生物都在自己的领域里发挥着重要的作用,构成了生命的多样性和和谐。
生态系统是生命的舞台,各种生物在这里相互依存、互相影响。
如果任何一个环节发生了改变,都有可能对整个生态系统产生深远的影响。
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核能史话第三章:核世界奥秘的探索2、发射轰击粒子的“原子炮”卢瑟福在首次人工核反应中,作为炮弹用的α轰击粒子是来自天然放射性元素镭的衰变产物。
因它能量较小,故只能与氮、镁和铝等少数轻元素发生核反应。
另外在实验中发现许多α粒子都毫无目标向四面八方乱射。
这就好像劣等炮手操炮时不加瞄准,盲目发射炮弹,结果很少击中目标一样。
例如,对氮核而言,需用30万个α粒子才有一个氮核被击中;同样,如用铝核作靶子,则需用12万5千个α粒子轰击才有一个铝核被击中发生核反应。
由此可知,这种天然放射性所发射的α粒子命中率实在太低,而且从能量和强度方面看也太弱,因为放射α粒子的镭盐实在太少了,当时都是以毫克来计量的。
所有这些弱点,都严重地影响核反应实验的进行。
但是,科学家们为了揭开原子核内部的秘密,往往像小孩子为了想知道有趣玩具内部的奥妙,经常把玩具拆开那样,总想把原子核打开来看个究竟。
于是他们就设法把更多的粒子(如氢核和氦核等)用来作为轰击原子核的炮弹,并把它们装填在能产生极快速度,又能按照指定方向发射的“原子炮”中,以准确命中更多的原子核,产生各种各样的核反应。
就在1928年,生于俄国的美国物理学家盖莫夫提出了用质子替代α粒子作为炮弹的设想。
由于质子本身所带的电荷少,因此与核相互作用的静电斥力也小。
这样即使能量比较小的质子(能量为50~60万电子伏),它也能克服库仑每秒一千万到十亿个,而每秒一个毫安的质子流可获得的质子数就比α粒子流要大一百万倍左右。
另外,质子也比较容易取得,只要把普通的氢原子剥去一个电子后就成为质子。
这样带正电荷的质子又能方便地被电场加速,使它的能量能大大地提高。
为此,物理学家会同机械设计师一起开始设计制造这种能够加速粒子的机器,人们习惯上称它为“粒子加速器”或“原子炮”。
就在1930年前后,英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿一起建造了第一台粒子加速器。
它是利用高压电极上的高电势,对离子源所发射的质子流,在抽真空的加速管中被加速,最后打在靶子上,同靶原子核发生核反应。
这实际上是一台倍压加速器,当时他们在五级加速电极之间加上80万伏高电势,获得了能量约为70万电子伏特的质子流,最后被打在锂7靶上。
所产生的核反应仍用硫化锌制成的荧光屏进行观测。
结果发现每10亿个质子中就有一个质子打中锂核产生反应,形成一个具有4个质子和4个中子的不稳定中间核。
然后,分解成两个氦核。
从上式可看出,核反应的最终结果生成了两个α粒子。
根据力学定律,它们应该带着相同的能量,向相反方向飞出,这可从威尔逊云室所摄取的照片上所观测到的向相反方向成对飞出的α粒子径迹得到验证。
另外,根据它们在空气中的射程(为8.4厘米),求得其能量各为8.8兆电子伏。
由此可见,核反应结果所得能量竟然是入射质子能量0.7兆电子伏的25倍。
这就预示着人们将可从核反应过程中取得巨大的能量。
而另外一种加速器是在1931年由美国物理学家范德格喇夫建造而成的。
他突破了倍压加速器在高电压上的限制,首先应用动带式静电起电机获得了高达1.5百万伏电势差。
后人为了纪念他,就把这种类型的粒子加速器称作为范德格喇大静电加速器。
其主要部件高压电极的直径1~2米。
而到了1933年已大到4.57米;1936年达10米。
但最高电压都不超过3兆伏。
1940年后又提高到5兆伏。
后来在结构上又作了很大改进,在1955年发展成为串列式静电加速器,每一级为10兆伏,二级为20兆伏,三级则为30兆伏。
质子流强为4微安。
由于它具有加速能量高、束流品质好、能量稳定度高等优点。
所以一直是原子核物理实验研究工作不可缺少的工具。
与此同时,其它各种类型的“原子炮”也得到了飞速发展。
其中最著名的是美国物理学家劳伦斯在1931年设计制造了第一台用来加速离子的回旋加速器,它的工作原理是被加速的带电粒子在两个扁平的“D”形盒中作圆周运动。
D形盒内部是抽高真空的,被加速粒子的圆周运动是由磁场作用所造成的。
只有当带电粒子通过交变电场时才能被不断加速获得能量。
劳伦斯的第一台回旋加速器的磁极直径只有10厘米,加速电压为2000伏,能把氢离子加速到8万电子伏。
到了1932年,他把直径增大到27厘米,质子能量可加达到1.2兆电子伏;1993年,磁极直径已达1.5米,磁铁重220吨,能把质子核氘核分别加速到10和20兆电子伏。
束流强度可达每秒6兆亿个氘核,所以说加速器的效能的确是十分巨大的。
但是,回旋加速器却不能加速质量极小的电子。
而世界上第一台用于加速电子的电子感应加速器是在1940年建成的,当时只能把电子加速到2.3兆电子伏。
1942年建成20兆电子伏的电子感应加速器。
到了1945年,电子能量又提高到100兆万电子伏。
而目前世界上最大的一台电子感应加速器能把电子加速到315兆电子伏。
除此以外,在加速器的类型中还有直线加速器。
随着微波技术的发展,1947年已经开始建造行波电子直线加速器和驻波质子加速器,它们分别能把电子加速到22000兆电子伏;把质子加速到800兆电子伏。
近年来,世界上工业和科学技术发达的美冈和苏联,它们把加速器越作越大。
其中高能环形加速器的直径达2公里;直线型加速器的长度超过2公里,被加速质子的能量高达5000亿电子伏。
这就是英国在1969~1972年间建成的世界上最大的加速器。
它的磁铁重达900O吨。
电力消耗峰值为5万千瓦。
而当今国际上还在倡议建造世界性的大加速器,直径将近20公里,加速能量十万亿电子伏。
它比目前最大的加速能量大20倍,总投资达20亿美元。
总之,在建造原子炮的过程中,为了能获得高能量的“炮弹”,其耗资是十分惊人的。
而且在加速“炮弹”过程中也要消耗巨大的能量。
就被命中靶核的单发“炮弹”而言,它有可能通过核反应把更大的能量释放出来。
即使这样,原子炮本身仍然存在着打不准、效率低的问题,千万发“炮弹”中只有一发能命中靶。
当然,作为靶子的原子核本身其体积十分微小,确实不易被瞄准。
加上靶核所带的正电荷对炮弹有静电排斥作用,即使把靶子做得很厚使靶核数大大增加也无济于事。
这是因为被加速器加速的带电粒子所携带的能量,在靶子的表面层内很快被消耗殆尽,仅能深入1毫米后就停止不前了。
所有这一切,使得科学家们希望能够找到命中率更高的炮弹。
1932年中子的发现,实现了这个愿望。
3、中子的发现卢瑟福在首次人工核反应中找到质子以后,在1920年对原子核内部结构提出—个更大胆的设想。
他认为原子核内至少存在着质子和电子两种亚原子粒子,它们聚集在原子核内十分狭小的范围里,单个质子和电子成对地紧抱在一起,形成一个个组合粒子。
这虽然能解释原子核内部并非只是由质子单独构成的事实,但仍无法说明由质子来组成原子核的全部质量。
例如,氦原子核有两倍于质子的电荷和四倍于质子的质量。
如果认为氦核的质量是由4个质子所组成,那末电荷数就相差2,人们不禁要问多余的电荷哪里去了?显然,若能在原子核里放进两个电子,和多余的电荷平衡,那么电荷数和质量数就能自圆其说了。
由于当时还没有发现过不带电荷的亚原子粒子,故就无法用核内存在不带电荷只有质量的粒子进行揭示。
然而,这种只有质量不带电荷的粒子,它们在核内的作用却很像被放在船底的“压舱物”,起着稳定原子核的作用。
科学家们为了能彻底揭开核世界结构的奥秘,就要想法早日找到这种不带电荷的中性粒子。
当时,从事这方面研究工作的主要有德、法、英三国,它们对中子的发现分别作出了非常有益的贡献。
1930年,德国物理学家博特等人,利用天然放射性元素钋所发射的α粒子,去轰击—种银白色的轻金属元素铍。
结果博特在实验中发现了一些非常有趣的现象,即当用α粒子轰击铍、锂、硼时,都产生了一种能使计数管放电的射线,而放电次数和靶核有关,其中铍靶的放电次数最多。
一旦α粒子停止轰击,放电现象也就停止。
如果在射线经过的路途上放置各种不同的物质,则发现这种射线能贯穿几厘米厚的铅。
根据当时已知射线的性质,只有γ射线能有穿透包括铅在内的各种物质的本领。
为此,博特他们断定α粒子轰击铍时,所发射的能使计数管放电的射线也是一种γ射线。
然而,从能量平衡的观点上看,很快就发现了矛盾,于是人们对这些“γ射线”产生了怀疑。
那是在1932年,法国有一对物理学家夫妇弗雷德里克·约里奥·居里和伊伦·约里奥·居里,当时他们都在他们母亲居里夫人所主持的巴黎镭学院的放射性实验室里做研究工作。
他们重复了博特的用α粒子轰击铍核的实验,并用一种对γ射线和带电粒子都灵敏的探测器进行测量。
另外,除了仍用铅作过滤物质外,又采用水、石蜡等含氢物质充入探测器中。
结果发现这样的探测器对所发射的“γ射线”的探测效率提高很多,电离电流几乎增加一倍。
这样,他们认为,高能量的“γ射线”同含氢物质中的氢核作用时,能把能量传递给氢核,而氢核被激发后就像质子那样独立地运动。
我们已知质子的电离本领要比γ射线强的多,所以电离室的电离电流增加很多。
紧接着,约里奥·居里夫妇又用一种含有氢气的威尔逊云室对质子进行直接观测。
结果他们清晰地看到了“γ射线”同氢核作用所产生的质子在云室中所形成的径迹。
而且径迹的起始点不是从被撞击的铍核开始,而是在云室的各个角落同时发生。
他们根据这种质子在空气中的射程(为26厘米),可换算得它的能量为5.7兆电子伏。
再通过质子和“γ射线”的能量关系,可算得这些神秘的“γ射线”的能量是出乎意外的大,约为55兆电子伏。
这就和用“γ射线”的穿透本领所算得能量为5兆电子伏相矛盾,对于同一种“γ射线”两者相差实在太大了。
这个矛盾更无法用能量守恒进行解释,已知钋所发射的α粒子能量只有5.3兆电子伏,那么所产生的“γ射线”的巨大能量是从哪里来的?因此,这种根据穿透本领推测的“γ射线”实际上是难以成立的。
可惜的是约里奥·居里夫妇未能紧紧抓住这个重大矛盾的线索进行跟踪追击,他们虽已到了发现“中子”的门槛,但仍错失良机未能往前再迈进一步。
后来,当英国物理学家詹姆斯·查德威克1932年正式宣告发现中子后25年,也就是1957年,论及约里奥·居里夫妇对科学事业的贡献时,曾特别提到他们夫妇俩的实验确是一个“供给发现中子线索的非常奇妙的效应”。
查德威克在他发现中子以前已是一位才华横溢的著名物理学家,他曾在卢瑟福所主持的卡文迪许实验室进行过多年有关α粒子和γ射线等放射性研究工作,他一直是卢瑟福的得力助手。
即使在第一次世界大战地间,他和其他的德国囚犯被拘禁在鲁勒本时,仍然和大家—起就地建造了一间小小的实验室,专心致力于β射线的研究。
从一战后到1923年,查德威克一直担任卡文迪许放射性研究工作的助理指导,并参与了卢瑟福在1919年所作的第—次人工核反应的研究工作。
通过这一系列的实验工作,他清楚地意识到,当用带2个正电荷的α粒子轰击原子核时,将会遭到强大的静电斥力。