中子的發(fā)現(xiàn)過程

關(guān)于中子的發(fā)現(xiàn)過程第一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六2背景道爾頓—“化學(xué)原子論的締造者”第二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六3背景約瑟夫·約翰·湯拇遜(Thomson，JosephJohn。1856年——1940年)，著名的英國

物理學(xué)家，以其對電子和同位素的實驗

著稱。他是第三任卡文迪許實險室主任?！獪愤d棗糕式無核模型第三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六4背景第四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六5中子概念的提出盧瑟福提出了原子結(jié)構(gòu)的行星式有核模型，并且指出原子可能是“帶正電的氫原子”（1920年正式取名質(zhì)子）和電子組成。但是，如果僅有質(zhì)子和電子，質(zhì)量數(shù)并不守恒。1920年，盧瑟福在一次著名的演講中——皇家學(xué)會貝克里安演講（BakerianLecture）中，首次提到中子存在的可能。第五頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六6中子概念的提出但是，自從這次演講之后，盧瑟福再也沒有繼續(xù)對于這一想法進(jìn)行闡述。盧瑟福認(rèn)為中子是質(zhì)子和電子的復(fù)合體，并非是一個單獨的粒子，這將導(dǎo)致很多的問題。第六頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六7尋找中子的早期實驗1920年貝克里安演講演講之后，盧瑟福曾請格拉森（J.L.Glasson）在氫氣中放電時尋找中子，不久又請羅伯茲（J.K.Roberts）也做了類似的實驗。1923年查德威克在得到盧瑟福的贊同后，用游離室和點計數(shù)器作為檢測手段,嘗試在大質(zhì)量的氫化材料中檢測γ輻射的發(fā)射。1928年起，玻特和他的學(xué)生貝克爾（H.Becker）用釙（po）發(fā)射的α粒子轟擊一系列輕元素，發(fā)現(xiàn)α粒子轟擊鈹時，會使鈹發(fā)射穿透能力極強(qiáng)的中性射線，強(qiáng)度比其它元素所得要大過十倍。用鉛吸收屏研究其吸收率，證明這種中性輻射比γ射線還要硬。1930年，玻特和貝克爾率先發(fā)表了這一結(jié)果，并斷定這種貫穿輻射是一種特殊的γ射線。第七頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六8

約里奧-居里夫婦的實驗伊倫·約里奧·居里（Irene

Joliot－Curie，1897～1956）法國核物理學(xué)家，父親皮埃爾·居里，母親瑪麗·居里都是著名的科學(xué)家費雷德克里·約里奧·居里

（Frederic

Joliot－curie,1900～1958）法國核物理學(xué)家第八頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六9約里奧-居里夫婦的實驗1931年底,巴黎居里實驗室的約里奧—居里夫婦以強(qiáng)得多的α放射源重復(fù)玻特和貝克爾的實驗,發(fā)現(xiàn)鈹中性輻射的穿透力超過他們原先的估計。他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)石蠟經(jīng)鈹輻射轟擊,釋放出高速質(zhì)子。由于傳統(tǒng)觀念,他們也未能憑自己的實驗結(jié)果進(jìn)一步得出存在中子的結(jié)論，反而同意玻特的“貫穿輻射是一種特殊的γ射線”的觀點。第九頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六10

查德威克的發(fā)現(xiàn)查德威克SirJamesChadwick(1891-1974)盧瑟福的學(xué)生查德威克從1921年就開始了中子的實驗探索工作。他目標(biāo)明確，前后12年，經(jīng)歷了許多曲折，終于成功。第十頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六11查德威克的發(fā)現(xiàn)約里奧－居里夫婦的實驗對查德威克有極大的啟發(fā)。1932年，當(dāng)查德威克讀到約里奧－居里在《法國科學(xué)院通報》上的論文時，他立即告訴了盧瑟福。盧瑟福表示不相信，建議盡快重復(fù)其實驗進(jìn)行檢驗。之后，經(jīng)過幾天緊張的實驗，查德威克就證明了這些奇異效應(yīng)是中性粒子的作用。他還測出了這種粒子的質(zhì)量與質(zhì)子大致相同，從而證明盧瑟福于1920年假設(shè)的中子真實存在。查德威克因此獲得1935年度的諾貝爾物理學(xué)獎第十一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六12查德威克的發(fā)現(xiàn)α粒子轟擊鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程式：第十二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六13中子發(fā)現(xiàn)的深遠(yuǎn)意義中子的發(fā)現(xiàn),是原子核物理發(fā)展史上的一個里程碑,具有劃時代的深遠(yuǎn)意義。首先,有了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的新概念。

第二,人們對原子量與原子序數(shù)的關(guān)系,以及原子核的自旋、穩(wěn)定性等原子核的特性問題,有了新的認(rèn)識。第三,人類對于中子的研究和應(yīng)用推動了核物理的飛速發(fā)展,開創(chuàng)了新的時代。第十三頁，共十五頁，編輯