中子發(fā)現(xiàn)過程

1、關(guān)于中子的發(fā)現(xiàn)過程第1頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四2背景道爾頓“化學(xué)原子論的締造者”第2頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四3背景約瑟夫約翰湯拇遜(Thomson，Joseph John。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。湯姆遜棗糕式無核模型第3頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四4背景第4頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四5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

2、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（Bakerian Lecture）中，首次提到中子存在的可能。第5頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四6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)對于這一想法進行闡述。盧瑟福認為中子是質(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6頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四7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

3、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)射的粒子轟擊一系列輕元素，發(fā)現(xiàn)粒子轟擊鈹時，會使鈹發(fā)射穿透能力極強的中性射線，強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射線。第7頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四8約里奧-居里夫婦的實驗伊倫約里奧居里（IreneJoliotCuri

4、e，18971956）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 Joliotcurie, 19001958）法國核物理學(xué)家第8頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四9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得多的放射源重復(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射線”的觀點。第9頁，共15頁，2022年，5

5、月20日，16點23分，星期四10查德威克的發(fā)現(xiàn)查德威克Sir James Chadwick(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。他目標明確，前后12年， 經(jīng)歷了許多曲折，終于成功。第10頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四11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

6、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11頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四12查德威克的發(fā)現(xiàn)粒子轟擊鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程式：第12頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四13中子發(fā)現(xiàn)的深遠意義中子的發(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13頁，共15頁，2022年，5月20日，16點23分，星期四14感謝感謝楊建