中子与质子的发现

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质子和中子的发现

质子和中子的发现

发现永不满足的探险家。

在提出原子模型之后,他用阿尔法粒子轰击氮原子时,意外地发现一种射程很长的带正氢原子核。

1914年,这种粒子,卢瑟福把它命名为质子。

从这个实验中得知,质子是构成原子核的一类“砖建立的呢?卢瑟福说,“根据计算,原子核还应该有另外一种微粒存在。

并且,这种微粒不带电,它几乎和原子核。

”国的一位化学家威廉·哈金斯把这个粒子取名为中子。

不过,这仅仅是一个设想,因为当时还没有在实验中找碳原子的原子核结构的这个见解遭到许多科学家的反对。

他们认为,既然质子是带正电的,如果还有一个不带电的粒子,它们是不小,它们俩能在这微小的空间里结合在一起吗?承认原子核由质子和中子构成,必须从实验中找到它。

的发展,1930年,两位德国的物理学家玻西和贝克尔在用X粒子轰击金属铍时,发现了一种特别的“辐射”,甚至几厘米厚的铅板都能穿透。

当时人们已经知道伽马射线具有很强的穿透能力,所以,玻西和贝克尔以为并公布于众。

儿和女婿约里奥·居里夫妇重复了玻西的实验,并加以发展。

他们让这种射线穿过石蜡,发现石蜡中有质子经不远了,遗憾的是,他们以为是特别强的伽马射线把石蜡质子打出了,因此失去了发现中子的机会。

得意门生——查德威克,1930年重复了居里夫人的实验——用阿尔法粒子轰击石蜡,发现有一股高速粒子流实验没有错。

可是光子真的能打出质子吗?查德威克还是难以相信。

他认为,伽马射线是没有质量的,根本射线对石蜡的作用,就像灰尘打在一颗石子上,再多的灰尘也不可能把石头打碎。

于是,他决定对约里奥夫西发现的这种“辐射”与硼作用,发现产生了新的原子核。

查德威克通过测定,发现新原子核比原来重了一和质子的质量相等。

这样可以断定:玻西发现的“辐射”实际上是质量与质子相等的粒子流,而不是强的伽过电磁场,没有发现任何偏转现象。

说明它们不带电,是呈中性的。

查德威克兴奋极了,他看到玻西发现的带电的粒子——中子。

人们寻找已久的中子终于在查德威克的手中被发现了。

新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第五章 原子核 知识点考点重点难点提炼汇总

新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第五章 原子核 知识点考点重点难点提炼汇总

第五章原子核1.原子核的组成............................................................................................................ - 1 -2. 放射性元素的衰变..................................................................................................... - 6 -3. 核力与结合能........................................................................................................... - 13 -4. 核裂变与核聚变....................................................................................................... - 19 -5. “基本”粒子 ................................................................................................................ - 19 -章末复习提高................................................................................................................ - 29 -1.原子核的组成一、天然放射现象及三种射线1.天然放射现象(1)1896年,法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性。

(2)①放射性:物质发射射线的性质。

卢瑟福发现了质子和中子

卢瑟福发现了质子和中子

卢瑟福发现了质子和中子构成原子核的核子有两种,第一种是质子。

卢瑟福被公认为质子的发现人。

1918年他任卡文迪许实验室主任时,用α粒子轰击氮原子核,注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪光探测器记录到了氢核的迹象。

卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子,因此氮原子必须含有氢核。

他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。

在此之前尤金·戈尔德斯坦就已经注意到阳极射线是由正离子组成的。

但他没有能够分析出这些离子的成分。

卢瑟福,1871年8月30日出生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭,并在新西兰长大。

后来,他进入了新西兰的坎特伯雷学院学习,23岁时获得了三个学位(文学学士、文学硕士、理学学士)。

1895年在新西兰大学毕业后,获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室,成为汤姆生的研究生。

1898年,在汤姆生的推荐下,他开始担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。

他在那儿待了9年,于1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。

1919年接替退休的汤姆生,担任卡文迪许实验室主任。

1925年当选为英国皇家学会主席。

1931年受封为纳尔逊男爵,1937年10月19日因病在剑桥逝世,与牛顿和法拉第并排安葬,享年66岁。

质子带着一个单位的正电荷,也就是它的电荷量是 1.602×10-19 库仑,直径大约在1.6 到 1.7×10−15米左右,质量是938百万电子伏特,也就是1.6726231 ×10-27 千克,大约是电子质量的1836.5倍。

到目前为止,质子被认为是一种稳定的、不衰变的粒子。

但也有理论认为质子可能衰变,只不过其寿命非常长。

反正,到今天为止物理学家还没有能够获得任何可能理解为质子衰变的实验数据。

质子是核物理和粒子物理实验研究中用以产生反应的很重要的轰击粒子,在核物理中质子常被用来在粒子加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞,这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。

原子和原子核原子结构1电子的发现和汤姆生的原子模型1

原子和原子核原子结构1电子的发现和汤姆生的原子模型1

原子和原子核一、原子结构:1、电子的发现和汤姆生的原子模型:(1)电子的发现:1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。

电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。

(2)汤姆生的原子模型:1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。

2、α粒子散射实验和原子核结构模型(1)α粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成①装置:②现象:a. 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。

b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度,有的几乎达到180度,即被反向弹回。

(2)原子的核式结构模型:由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变,只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。

如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均匀分布,穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,α粒了运动将不发生明显改变。

散射实验现象证明,原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。

1911年,卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型:在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。

原子核半径小于10-14m,原子轨道半径约10-10m。

3、玻尔的原子模型(1)原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)a. 电子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电子的能量就要不断减少,最后电子要落到原子核上,这与原子通常是稳定的事实相矛盾。

b. 电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率,随着旋转轨道的连续变小,电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化,因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。

查德威克发现质子和中子的意义

查德威克发现质子和中子的意义

查德威克发现质子和中子的意义查德威克是20世纪初的一位重要物理学家,他的实验为质子和中子的发现奠定了基础,并对物理学领域产生了深远的影响。

质子和中子是构成原子核的基本粒子,因此对于我们理解物质的组成和性质以及核反应和能量释放等过程具有重要意义。

首先,查德威克实验的成功至关重要,因为它为质子和中子的存在提供了直接的证据。

在他的实验中,查德威克使用了阻性放大器和波特纸来捕获和分离带电粒子,接着通过观察它们在电场中的运动,他发现了两种不同的粒子。

这些粒子的质量比电子大约为2000倍,从而被确定为质子。

此外,在实验过程中,查德威克还观察到了一些质量与质子相当的粒子,但它们不带电,由此得出了中子的存在。

其次,查德威克的发现对于我们理解物质的组成和性质具有重要意义。

通过发现质子和中子,我们开始了对原子核结构的认识。

质子是带正电的,它们聚集在原子核的中心,而中子是不带电的,它们与质子一起组成了原子核。

这一发现揭示了原子核的基本组成,为核物理学的发展奠定了基础。

同时,质子和中子的质量决定了原子的质量,从而决定了元素在化学反应中的行为。

此外,查德威克的发现对于核反应和能量释放等过程的理解也具有关键的意义。

质子和中子的发现让人们意识到核反应实际上是涉及到核而不是电子的。

在核反应中,原子核可以通过质子和中子的重新排列来发生变化,从而释放出能量。

核反应的研究在能源领域具有重要意义,例如核能发电和核聚变研究,对未来的能源供应和环境可持续性发展具有重要影响。

最后,查德威克的贡献还在于启发了新的研究方向和实验技术的发展。

通过观察粒子在电场中的运动,查德威克发展了阻性放大器和波特纸等实验技术,这些技术在粒子物理学的研究中得到了广泛应用。

他的实验结果也激发了其他科学家对原子核结构和粒子物理学的研究兴趣,促进了该领域的发展。

总而言之,查德威克的发现质子和中子对物理学领域产生了深远的影响。

这一发现为我们理解物质的组成和性质、核反应和能量释放等过程提供了重要基础,并开辟了研究原子核结构和粒子物理学的新方向。

原子结构的探索化学史

原子结构的探索化学史

3.师道传承,知识和精神传统要源远流长。
4.基础自然科学的研究短期内可能看不到社会经济效益,但长远来看必定是促进人 类社会发展。
谢谢大家!
2.1876年成为剑桥大学的数学研究生。1880年,他取得数学优等荣誉 学位(继1854年麦克斯韦以后的第二位)。后在一位物理教师影响下 决心转攻物理学。
3.他在阴极射线的研究中,证实了阴极射线在电场和磁场中发生偏转,这是判定阴 极射线确实是带电粒子的决定性证据,并进一步测出它们的质量约为氢原子质量的 1/1837。由此推断,阴极射线粒子比原子要小得多,可见这种粒子是组成一切原子 的基本材料。汤姆孙于1904年4月30日宣布了他的成果,电子由此被发现。电子是人 类所认识的第一种基本粒子。
差生查德威炮火下的科研(1ห้องสมุดไป่ตู้91-1974)
1.詹姆斯.查德威克:1891年生于英国柴郡。上中学的时候, 他的学习成绩并不出彩,实验课甚至都没有考及格。但是,查德威克 信:“会做则必须做对,一丝不苟;不会做又没弄懂,绝不下笔。” 正是这种实事求是、功在不舍的精神,使他在科学研究事业中受益一生。
2.1908年,查德威克考入曼切斯特大学。他在物理方面的天赋引起了 卢瑟福的关注,并很快便崭露头角,他的“射线穿过金属箔时发生偏离 的实验成功,有力的证实了原子核的存在。。
4.1906年,由于汤姆孙对电子研究的重要贡献而被授予诺贝尔物理奖(距电子的发 现时隔两年)。
卓越教师汤姆孙
1.汤姆逊除发现电子外,他在研究极隧射线时反现了质谱方法。 他的方法经过同事阿斯顿的改进和完善发展为今天的质谱仪。
2.在担任卡文迪什实验室教授期间,他创建了完整的研究生培养制度 和培育了良好的学术风气,使卡文迪什实验室成为国际物理前沿研究 中心之一。他的学生有7人获诺贝尔奖。英国能够在20世纪前30年在 原子物理学领域保持重要的领先地位,汤姆孙的有力指导和优秀教学 能力起了相当作用。

5.1认识原子核 教案- 高中物理选择性必修第三册

5.1认识原子核 教案- 高中物理选择性必修第三册

物理鲁科版选择性必修第三册教案第5章原子核与核能第1节认识原子核【教学目标】1、知道什么是放射性及放射性元素。

2、知道三种射线的特征,以及如何利用磁场电场区分它们。

3、知道原子核的组成,会正确书写原子核符号,知道核子和同位素的概念。

【教学重难点】1、天然放射现象及其规律,原子核的组成。

2、知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们。

【教学过程】一、天然放射现象的发现1.天然放射现象1895年,德国物理学家伦琴发现了X射线。

1896年法国物物理学家贝克勒尔,在实验室无意把磷光物质放在包有黑纸的照相底片上,后来在使用这包照相底片时,发现照相底片已经感光,这一定是某种穿透能力很强的射线穿透黑纸式照相底片感光——思维敏捷的贝克勒尔抓住这一意外“事件”进一步探讨,发现了放射现象。

揭开了探索原子核结构的序幕。

皮埃尔·居里和玛丽·居里夫人在贝克勒尔的建议下,对铀和铀的各种矿石进行了深入研究,发现了放射性极强的新元素:其中一种为了纪念她的祖国——波兰,而命名为钋(Po);另一种命名为镭(Ra)。

(1)物质发射射线的性质称为放射性;(2)具有放射性的元素称为放射性元素;(3)物质自发地放射出射线的现象,叫做天然放射现象;(4)研究发现,原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线;原子序数小于83的有些元素,也具有放射性。

二、认识三种放射线1、三种射线的组成、性质约2、说明(1)原子放出α射线或β射线后,就变成另一种元素的原子核——发生了核反应,说明原子核还有其内部结构;通常γ射线是伴随着α射线或β射线放出的。

α射线或β射线不一定同时放出。

(2)放射性与元素存在的状态无关。

如果一种元素具有放射性,那么不论它是以单质形式存在,还是以某种化合物的形式存在,放射性都不受影响。

放射性反映的是元素原子核的特性。

三、质子和中子的发现1、质子的发现(1)卢瑟福用α粒子轰击氮核,发现质子。

(见图5-4)(2)质子带正电荷,电荷量与一个电子所带电荷量相等,271.672623110p m kg -=⨯2、中子的发现(1)查德威克发现中子。

中子的发现

中子的发现

科学预见目标明确坚持实验取得证据——中子的发现中子的发现是探索原子奥秘的历程中又一件大事,对弄清原子核的结构,建立原子核理论和利用核能都有极其重要的意义。

中子是1932年英国物理学家查德威克(J.Chadwick)发现的。

早在1920年,卢瑟福就预言过中子的存在。

当时已经发现了质子,知道质子就是氢离子,质子是原子核的组成部分。

但是如果原子核里只有质子,就会出现矛盾:核电荷数就会与核外电子数不符。

而为了满足原子是电中性的要求,必须假设原子核中除质子外,还有若干个电子与质子共存。

可是电子、质子带的是异号电荷,怎样保证它们处于稳定状态呢?于是,卢瑟福提出一种设想,认为在某种情况下,也许有可能由电子和质子组成中性的双子,也就是中子。

他还预言这种粒子可能自由地穿透物质。

为了检验卢瑟福的假说,英国剑桥大学的卡文迪什实验室从1921年起就开始进行实验探索。

在这些活动中,卢瑟福的学生、助手查德威克作出了突出的贡献。

他坚持不懈,历经11年,终于在1923年找到了中子存在的确凿证据。

起初,他和同事们一起,想从放电和用高速质子轰击原子进行实验,但都未成功。

经过多次尝试,他们摸索到有一种元素叫做铍(Be),用放射性元素钋(Po)发出的α射线去轰击,有可能取得最佳效果。

1930年,正当查德威克积极准备条件,重新调整实验方案,对结果抱有更大期望之际,从德国的柏林和法国的巴黎相继传来了令人惊奇的消息。

柏林德国皇家物理技术研究所的玻特(W.Bothe)也在用轻元素铍进行试验。

由于他在计数器研制方面的领先地位,他率先做出了实验成果。

他发现用α射线轰击铍,铍会发射出穿透力极强的中性射线。

然而玻特判断这是能量极高的一种特殊的γ射线。

这个结论后来证明是错的。

巴黎的居里镭学研究所里,居里夫人的女儿伊伦·居里和女婿约里奥也在进行此类的实验。

玻特的文章发表后,他们很快就用实验加以证实。

由于他们拥有特别强的放射源,实验结果非常显著。

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中子与质子的发现人类祖先还没有学会使用火的时候,他们就已经在不知不觉地享受着核能的赐予了。

几十亿年来,太阳一直在照耀着地球,促进了地面生命的演化和发展。

太阳的能量从何而来?今天,科学家已经有足够的证据证明:太阳的能量来自核能。

古代的人们曾有设想太阳是个大火球,不断地燃烧着。

然而科学家们根据对太阳质量和辐射强度进行了分析发现,不管通过什么化学反应引起的燃烧,要维持太阳辐射的光和热的强度,只要1500年左右,就会把所有燃料耗尽。

但是地球已经存在了大约46亿年,在此期间,太阳基本像现在一样照耀着地球,只有比化学能大过几百万倍的核能,才有可能长期维持着太阳的不断辐射。

原子核的内部怎么会蕴藏着这么巨大的能量?我们可以如何利用?原子核里到底有什么秘密?1945年8月6日和8日,美国在日本的广岛和长崎先后投下了两颗原子弹,城市变成了一片废墟,8月15日,日本宣布投降,第二次世界大战结束了。

原子弹的空前破坏力给全世界的人们留下了极其深刻的印象,就连美国也惊诧于这种新武器的威力。

战后,许多国家开始致力于核武器和核能的开发,人们开始广泛关注核军备竞赛和核反应堆的发展。

前苏联切尔诺贝利核电站的放射性泄漏事件,使人们能核能的利用既感到有希望,有带着几分恐惧。

然而,不管你愿意不愿意,核能已经开始进入我们的生活,成为继木材、煤炭和石油之后的又一能源。

近代的原子-分子学说宇宙万物的原始组成,自古以来在世界各地都引起人们有极大的兴趣。

我国古代的五行学说认为,万物是由金、木、水、火、土五种基本元素组成的。

古代希腊人把气与水、火、和土并列为世界的四种基本物质元素。

2000多年前,希腊哲学家德谟克利特主张宇宙万物只有一种起源,即他称为“原子”的一种极小颗粒,他认为原子不可分割,无质的区别而只有大小、形状的差异,“原子”和“虚空”是万物的本原。

随着人类文明的进步和近代科学的兴起,古代的五种(或四种)基本元素的概念越来越不能说明化学研究是出现的新现象。

“原子”这一模糊的概念随着控化学和物理学的发展而获得了更加明确和丰富的意义。

19世纪,英国化学家和物理学家道尔顿提出了原子论,他认为,化学元素是由非常微小的、不可再分割的物质粒子即原子组成,原子是不可改变的。

化合物由分子组成,而分子是由几种原子化合而成,是化合物的最小粒子。

同一元素的所有原子相同,不同元素的原子不同。

只有以整数比例的元素的原子相结合时,才会发生化合,在化学反应中,原子仅仅是重新排列,而不会创生或消失。

接着,意大利物理学家阿伏加德罗提出了分子的概念,他指出:所有相等体积的气体,无论是元素、化合物还是混合物,都有相等的分子数。

气体元素的最小粒子不一定是单原子,很可能是由多个原子结合成的单一分子,同等体积的气体原子数日虽然不同,但分子数目是一样的。

但是在接着的近半个世纪,人们没有重视阿伏加德罗的理论,化学家们根据不同的标准,测得的相对原子量也不同。

到了1858年,意大利化学家坎尼查罗提出,只有接受阿伏加德罗定律,才能真正解决化学式问题和原子量问题,他的观点得到了人们的赞同,近代的原子-分子论确立了。

接着,人们发现了大量的元素并测定了精确的原子量,到1869年,俄国化学门捷列夫提出元素性质与元素的原子量之间存在周期性变化规律,并给出了第一张元素周期表,1871年,他又发表了修正的第二张元素周期表。

放射性和电子的发现十九世纪末,德国物理学家伦琴发现了X射线。

法国物理学家贝克勒尔在研究荧光物质是否与X射线有关时意外地发现铀能使用黑纸包起来的底片感光,进一步研究后,他得出结论,这是新射线是从铀原子本身发射出的,铀具有放射性。

放射性的发现打开了一个巨大的新的研究领域,这不仅使原有的原子观念发生了重要变化,也是人们认识原子核的开始。

接着,居里夫妇发现钍、钋、镭等元素也具有放射性,并发现了放射性衰变的定量规律并引入了半衰期的概念:每一种放射性元素的原子都有一定概率进行特定的衰变,有N个原子的元素在一段时间后就会因为衰变而只剩下N/2个,这段时间就叫做该元素的半衰期。

由于研究放射性的贡献,贝克勒尔和居里夫妇被共同授予1903年的诺贝尔物理奖。

X射线的发现不仅导致了放射性物质的发现,也促进了电子的发现。

1897年,英国物理学家汤姆逊证明,阴极射线(真空管内金属电极在通电时其阴极发出的射线)是一种粒子流,其质量只有氢离子的千分之一,汤姆逊将其命名电子,它是电荷的最小单位,比原子更小,是一切化学原子的共同组成部分。

电子是从阴极内释放出来的,而这种阴极则是由金属原子组成,可见电子是从原子中放出来的。

卢瑟福的原子模型和原子核在放射性研究中,人们发现放射性物质所发出的射线实际属于不同的种类,放射性以α、β或γ射线三种方式释放出来,它们后来被更加具体地加以识别,α射线是高速的氦原子核,带正电;β射线是电子,带负电;那些不受电磁影响的电磁波称为γ射线(实际上是高能量的质子)。

新西兰物理学家卢瑟福发现:在聚集起来的、电中和了的α粒子中显示出氦的黄色光谱线,证实了α粒子和氦离子的同一性,也证明了氦元素起源于其他元素。

除了少数例外,一种放射性元素或者发射α射线、或者发射β射线,发射α射线的元素变成周期表中居于前两位的元素,其质量减少4,发射β射线的变成周期表中居于下一位的元素,质量不变。

伴随着α或β衰变,常常会放射出γ射线,γ射线贯穿力特别强,是一种能量高的电磁辐射,γ射线不会引起元素在周期表上位置的变化,只是释放该元素原子内部过剩的能量。

放射性的发现说明了原子具有复杂的内部结构,也打破了长期以来人们认为原子是永恒不变的观念,因为天然放射性元素的原子就在不断地以一定规律进行变化。

但是,能不能使自然界是稳定的元素原子也发生变化?卢瑟福想到,α粒子是从放射性元素的原子是释放出来的,如果将α粒子当作"炮弹"打进稳定元素的原子去,会有什么结果?1910年,卢瑟福与其他科学家合作进行了α粒子在金和其他金属薄膜中的散射试验。

根据试验的结果,卢瑟福建立了原子的有核模型:原子的正电荷和质量集中在原子中心一个很小的区域内,并把它叫做原子核,原子中的电子像行星绕着太阳那样绕着原子核运动,原子中的空间也像太阳系中的空间一样,绝大部分是空荡荡的。

由于原子表现出电中性,原子核一定是带正电的,其带电量与核外电子所带负电量一样。

1914年,卢瑟福用阴极射线轰击氢,结果使氢原子的电子被打掉,变成了带正电的阳离子,它实际上就是氢的原子核,也是最轻的原子核。

卢瑟福推测,它就是人们从前所发现的与阴极射线相对的阳极射线,它的电荷量为一个单位,质量也为一个单位,卢瑟福将它命名为质子。

在新的原子模型的基础上,卢瑟福估计原子核的半径约为10-14米,大约只有原子半径的万分之一。

原子的绝大部分质量集中在如此小的原子核内,因此核内物质的密度极高,它比通常物质的密度大约高出1012倍,1立方厘米的核物质将有约千吨重的量级。

1919年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子,结果发现有质子从氮原子核中被打出,而氮原子也变成了氧原子。

这可能是人类第一次真正将一种元素变成另一种元素,但是,这种元素的嬗变暂还没的衫价值,因为几十万个粒子中才有一个被高能粒子打中。

到1924年,卢瑟福已经从许多轻元素的原子核中打出了质子,进一步证实了质子的存在。

卢瑟福在实验基础上建立了原子的核模型,提示了原子核这一物质更深层次的存在,他和他直接或间接指导过的许多世界各地的物理学家形成了一个大的学派,一切从实际出发了几十年原子核物理研究和核技术应用的兴旺发达局面。

他是原子核物理的开拓者,也是探索原子核奥秘的带头人。

中子的发现发现了电子和质子之后,人们一开始猜测原子核由电子和质子组成,因为α粒子和β粒子都是从原子核里放射出来的。

但卢瑟福的学生莫塞莱注意到,原子核所带正电数与原子序数相等,但原子量却比原子序数大,这说明,如果原子核光由质子和电子组成,它的质量是不够的,因为电子的质量可忽略不计。

在此基础上,卢瑟福早在1920年就猜测可能还有一种电中性的粒子。

卢瑟福的另一位学生--英国物理学家查德威克在卡文迪什实验室里寻找这种电中性粒子,他一直在设计一种加速方法使质子获得高能,从而撞击原子核,以发现有关中性粒子的证据。

1929年,他准备对铍原子进行轰击。

与此同时,德国物理学家博特及其学生贝克尔已经先行一步。

他们共同合作用α粒子轰击一系列元素,在对铍元原子核进行轰击实验时,发现有一种未知辐射产生。

为了确定这种辐射的一些性质,他们试着把各种物体放在辐射经过的路途上,结果发现这种辐射的贯穿能力极强,能穿透几厘米厚的铅板。

当时知道,能有这样强辐射能力的只有γ射线。

因此,他们认为这种辐射是γ射线的一种。

1931年,法国物理学家居里夫妇用当时最强大的放射性钋Po源所产生的α射线重复了博特-贝克尔的实验,研究了用α粒子轰击铍时发生的"铍辐射",除了得到与博特-贝克尔相同的结果外,他们还惊奇地发现,这种辐射能将含氢物质中的质子击出。

人们从未发现γ射线具有这种性质,但居里夫妇想不出这种辐射还能是什么别的东西。

他们仅仅报道说,发现α射线能够产生一种新的作用。

1932年这些结果公布后,见到德国和法国同行的实验结果,查德威克意识到,这种新射线可能就是多年来苦苦寻找的中子。

他立即利用实验室的优越条件重复了同样的实验,证明所谓"铍辐射"是电中性的粒子流,而且这种粒子具有几乎与质子相等的质量。

不到一个月,查德威克就发表了《中子可能存在》的论文,他指出,γ射线没有质量,根本不可能将质子从原子核是撞出来,只有那些与质子质量大体相当的粒子才有这种可能,他并且测量了中子的质量,确证了中子确实是电中性的。

查德威克找到了12年前他的老师卢瑟福所预言的粒子--中子,为此,他获得了1935年的诺贝尔物理学奖。

多年以后,博特为自己发现了"铍辐射"却没有认识到它就是中子而深感遗憾。

连居里也表示,如果他们去听了卢瑟福1932年的一场演讲,就不会失去这次重大发现的良机,因为卢瑟福就是在那场演讲中谈到自己对中子存在的猜想。

这是科学史上著名的一个“真理碰上了鼻子还没有发现”的例子。

原子核的结构与强、弱相互作用中子的发现对认识原子核的内部结构是一个关键,具有重大的理论意义。

在发现中子之前,人们把原子核看作由电子和质子组成,质子-电子假说在物理学界浒了十多年之久。

就在查德威克发现中子的当年,德国物理学家海伯森当即提出,原子核是由质子和中子组成的,从前的质子-电子模型不能解释许多实验现象,而质子-中子模型可以很好说明原子量与原子序数的关系。

新模型很快被人们接受,质子与中子统称为核子。

但是,核子是如何组成原子核的呢?这成为一个新问题。

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