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中子的发现过程 1 目录 中子发现的深远意义 查德威克的发现 约里奥 居里夫妇的实验 中子概念的提出 背景 寻找中子的早期实验 2 背景 道尔顿 化学原子论的缔造者 3 背景 约瑟夫 约翰 汤拇逊 Thomson JosephJohn 1856年 1940年 著名的英国物理学家 以其对电子和同位素的实验著称 他是第三任卡文迪许实险室主任 汤姆逊枣糕式无核模型 4 背景 5 中子概念的提出 卢瑟福提出了原子结构的行星式有核模型 并且指出原子可能是 带正电的氢原子 1920年正式取名质子 和电子组成 但是 如果仅有质子和电子 质量数并不守恒 1920年 卢瑟福在一次著名的演讲中 皇家学会贝克里安演讲 BakerianLecture 中 首次提到中子存在的可能 6 中子概念的提出 但是 自从这次演讲之后 卢瑟福再也没有继续对于这一想法进行阐述 卢瑟福认为中子是质子和电子的复合体 并非是一个单独的粒子 这将导致很多的问题 7 寻找中子的早期实验 1920年贝克里安演讲演讲之后 卢瑟福曾请格拉森 J L Glasson 在氢气中放电时寻找中子 不久又请罗伯兹 J K Roberts 也做了类似的实验 1923年查德威克在得到卢瑟福的赞同后 用游离室和点计数器作为检测手段 尝试在大质量的氢化材料中检测 辐射的发射 1928年起 玻特和他的学生贝克尔 H Becker 用钋 po 发射的 粒子轰击一系列轻元素 发现 粒子轰击铍时 会使铍发射穿透能力极强的中性射线 强度比其它元素所得要大过十倍 用铅吸收屏研究其吸收率 证明这种中性辐射比 射线还要硬 1930年 玻特和贝克尔率先发表了这一结果 并断定这种贯穿辐射是一种特殊的 射线 8 约里奥 居里夫妇的实验 伊伦 约里奥 居里 IreneJoliot Curie 1897 1956 法国核物理学家 父亲皮埃尔 居里 母亲玛丽 居里都是著名的科学家费雷德克里 约里奥 居里 FredericJoliot curie 1900 1958 法国核物理学家 9 约里奥 居里夫妇的实验 1931年底 巴黎居里实验室的约里奥 居里夫妇以强得多的 放射源重复玻特和贝克尔的实验 发现铍中性辐射的穿透力超过他们原先的估计 他们进一步发现石蜡经铍辐射轰击 释放出高速质子 由于传统观念 他们也未能凭自己的实验结果进一步得出存在中子的结论 反而同意玻特的 贯穿辐射是一种特殊的 射线 的观点 10 查德威克的发现 查德威克SirJamesChadwick 1891 1974 卢瑟福的学生查德威克从1921年就开始了中子的实验探索工作 他目标明确 前后12年 经历了许多曲折 终于成功 11 查德威克的发现 约里奥 居里夫妇的实验对查德威克有极大的启发 1932年 当查德威克读到约里奥 居里在 法国科学院通报 上的论文时 他立即告诉了卢瑟福 卢瑟福表示不相信 建议尽快重复其实验进行检验 之后 经过几天紧张的实验 查德威克就证明了这些奇异效应是中性粒子的作用 他还测出了这种粒子的质量与质子大致相同 从而证明卢瑟福于1920年假设的中子真实存在 查德威克因此获得1935年度的诺贝尔物理学奖 12 查德威克的发现 粒子轰击铍的核反应方程式 13 中子发现的深远意义 中子的发现 是原子核物理发展史上的一个里程碑 具有划时代的深远意义 首先 有了关于原子结构的新概念 第二 人们对原子量与原子序数的关系 以及原子核的自旋 稳定性等原子核的特性问题 有了新的认识 第三 人类对于中子的研究和应用推动了核物理的飞速发展 开创了新