手机版 | 登陆 | 注册 | 留言 | 设首页 | 加收藏
当前位置: 网站首页 > 世界科技百科 > 物理大发现 > 文章 当前位置: 物理大发现 > 文章

找到了中子

时间:2019-09-28    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

找到了中子

  

根据对原子核模型的预测,卢瑟福的实验中氮原子核被α粒子轰击后放

出质子而变成氧原子核。真的是这样吗?这还需要进行实验证实。

科学家布拉克特用云雾室研究了这个核反应。

云雾室是卢瑟福的老同事威尔逊发明的。这是一个圆盒子,盒子中的空

气含有过饱和的水蒸汽,当带电粒子穿过盒子里的空气时,沿途就会产生一

串离子,而水蒸汽就会围绕这串离子结成小水珠,形成一条白色的云雾,因

此可以很清楚地显示出带电粒子飞过的轨迹。加上磁场以后,从这条白色的

云雾的长短、浓淡和弯曲的方向、程度就可以分析出带电粒子的性质。这可

以用照相的方法记录下来。

布拉克特使α粒子打进充有氮气的云雾室,然后拍照。他拍了 23000 张

照片,结果只照到了 8 张人工核反应的照片。这是 1925 年的事情。在照片上,

像扫帚一样的一簇白线是α粒子的径迹,其中有一条中途停止了(说明α粒

子打到氮核里去了),然后又分为两个叉,一条细而长的是质子的径迹,另

一条短而粗的是生成的氧原子核的径迹。卢瑟福的发现被研究得更清楚了。

新的发现、新的理论、新的方法鼓舞着各国的科学家去作新的实验和新


的探索。

德国有个青年科学家叫贝特,他想:为什么α粒子打到核里去只会放出

质子呢?难道就不可能放出电子(也就是β射线)和γ射线吗?那些天然放

射性元素一般都会放出α射线或β射线,并且常常伴有γ射线,但是不放出

质子。

他研究了卢瑟福做的实验,注意到卢瑟福是通过观察硫化锌荧光屏是否

发生闪光来判断有无核反应发生的。贝特知道,α粒子或质子打在硫化锌上

会发出闪光,但是,如果有β射线或γ射线在硫化锌上,却不会发出闪光。

因此,即使有放出β射线和γ射线的核反应发生,卢瑟福也观测不到。

卢瑟福曾经用α粒子射击过锂、铍、硼,也没有看到闪光,所以他认为

用α粒子射击这几种元素不发生核反应。

贝特想:α粒子既然打到氮、镁、硫、钾等的原子核中去,为什么就不

会打到锂、铍和硼的原子核中去呢?可能打进去以后放出来的不是质子,而

是不会使荧光屏闪光的β射线、γ射线等别的什么粒子。如果真是这样,用

什么方法才能观测到它们呢?

这时候,卢瑟福的学生盖革也在德国工作,他发明了计数器,利用电子

学仪器,可以测量各种射线,并计算粒子的数目或射线的强度。用了这种新

仪器就不需要要躲在黑屋子里数荧光屏上的闪光了。

贝特用计数器去进行研究。他用钋作为α粒子的放射源,因为钋只放射

α粒子,不发射β射线和γ射线,这便使实验简单多了。

对着α粒子源安装了计数管,由于钋不发射β射线和γ射线,而发射出

来的α粒子又芽不透计数管的玻璃壁,所以计数管没有计数。

但是,只要在α粒子源和计数管之间放上涂有锂、铍或硼的片,计数管

就开始计数了。这说明α粒子打到了锂、铍或硼的原子核上,发生了核反应,

并且放出了某种射线。其中以铍放出来的射线最强烈。

这是什么射线呢?贝特作了测试实验。他加上电场和磁场试了试,发现

射线在电场和磁场中不会偏转,说明射线不带电荷,不是β射线,也不是α

粒子和质子。他又用 2 厘米厚的铅板试了试,射线还是穿透过去了,强度只

减弱 13%。他认为,这种射线是极强的γ射线。

贝特发现用α粒子射击锂、铍和硼也会发生核反应,这是完全正确的。

他认为反应结果是放出γ射线,这一点后来证明是错误的。

在法国,居里夫人的女儿伊伦・居里和女婿约里奥・居里已经成长为原

子科学家。小居里夫妇也在做贝特作过的实验。他们让铍发出的射线通过石

蜡,结果产生了高速的质子。看来是石蜡中的氢被铍发出的射线碰出来了。

这个实验又转到英国,查德威克用铍发出来的射线撞击氢,发现了高速

的质子;撞击氮原子,氮原子也被推动了,只是速度比质子小得多;撞击氩,

氩原子也被推动了,速度又小一些。这说明铍发出来的射线不应该是γ射线,

而是具有一定质量的某种粒子。

经过反复的实验,查德威克认为α粒子打在铍核上产生的不是γ射线,

而是一种高速的不带电荷的中性粒子。这种粒子同氢、氮、氩的原子核碰撞,

就把它们弹开了,正像他和卢瑟福以前研究的α粒子弹开氢原子核的情形一

样。

那么这种不带电荷的中性粒子的质量有多大呢?查德威克根据实验结果

算出来,它的质量与质子几乎一样大。查德威克便把这种不带电荷的中性粒


子叫做“中子”。

中子是人们过去从不知道的粒子,现在由铍原子核中打了出来,这说明

原子核中有中子。

这样一来,组成宇宙间万物的基本结构不只是质子和电子两种了,而多

了一种——中子。

上一篇:赫兹发现电磁波

下一篇:镭和钋

推荐阅读
备案ICP编号  |   QQ:81962480  |  地址:上海金海路  |  电话:12345678910  |  
Copyright © 2019 MAPDF Studio 版权所有,授权www.mapdf.net使用 Powered by MAPDF.net