Ang kasaysayan ng pagtuklas ng neutron ay nagsimula sa hindi matagumpay na mga pagtatangka ni Chadwick na tuklasin ang mga neutron sa mga electric discharge sa hydrogen (batay sa nabanggit na Rutherford hypothesis). , tulad ng alam natin, ay nagsagawa ng unang artipisyal na reaksyong nuklear sa pamamagitan ng pagbomba ng nitrogen nuclei na may mga a-particle. Ang pamamaraang ito ay nagtagumpay din sa pagsasagawa ng mga artipisyal na reaksyon sa nuclei ng boron, fluorine, sodium, aluminum at phosphorus. Sa kasong ito, ang mga long-range na proton ay inilabas. Kasunod nito, posibleng hatiin ang nuclei ng neon, magnesium, silicon, sulfur, chlorine, argon at potassium. Ang mga reaksyong ito ay kinumpirma ng mga eksperimento ng Viennese physicist na sina Kirsch at Petterson (1924), na nag-claim din na nagawa nilang hatiin ang nuclei ng lithium, beryllium at carbon, na hindi nagawa ni Rutherford at ng kanyang mga collaborator.

kanin. J. Chadwick

Isang talakayan ang sumiklab kung saan pinagtatalunan niya ang paghahati ng tatlong nuclei na ito. Kamakailan, iminungkahi ni O. Frisch na ang mga resulta ng Viennese ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pakikilahok sa mga obserbasyon ng mga mag-aaral na naghangad na "pakiusap" ang mga pinuno at nakakita ng mga paglaganap kung saan wala.

Noong 1930, sina Walter Bothe (1891 - 1957) at G. Becker ay binomba ang polonium ng mga particle ng alpha. Kasabay nito, natagpuan nila na, pati na rin ang boron, ay naglalabas ng malakas na tumagos na radiation, na nakilala nila sa hard γ radiation.

Noong Enero 11, 1932, iniulat nina Irene at Frederic Joliot-Curie sa isang pulong ng Paris Academy of Sciences ang mga resulta ng mga pag-aaral ng radiation na natuklasan nina Bothe at Becker. Ipinakita nila na ang radiation na ito ay "may kakayahang palayain ang mga proton sa mga sangkap na naglalaman ng hydrogen, na nagbibigay sa kanila ng mataas na bilis." Ang mga proton na ito ay kinunan ng larawan nila sa isang silid ng ulap.

Sa susunod na komunikasyon, na ginawa noong Marso 7, 1932, si Irene at Frédéric Joliot-Curie ay nagpakita ng mga larawan ng mga bakas ng mga proton sa isang cloud chamber na na-knock out sa paraffin ng beryllium radiation.

Sa pagbibigay kahulugan sa kanilang mga resulta, isinulat nila: "Ang mga pagpapalagay tungkol sa nababanat na banggaan ng isang photon na may isang nucleus ay humantong sa mga paghihirap, na binubuo, sa isang banda, sa katotohanan na ito ay nangangailangan ng isang quantum na may makabuluhang enerhiya, at, sa kabilang banda, sa ang katotohanan na ang prosesong ito ay nangyayari nang madalas. Iminumungkahi ni Chadwick na ipagpalagay na ang radiation na nasasabik sa beryllium ay binubuo ng mga neutron - mga particle na may unit mass at zero charge.

Ang mga resulta ng Joliot-Curie ay nagbanta sa batas ng konserbasyon ng enerhiya. Sa katunayan, kung susubukan nating bigyang-kahulugan ang mga eksperimento ng Joliot-Curie batay sa presensya sa likas na katangian ng mga kilalang particle lamang: mga proton, electron, photon, ang paliwanag para sa paglitaw ng mga long-range na proton ay nangangailangan ng paggawa ng mga photon sa beryllium na may enerhiya na 50 Mev. Sa kasong ito, ang enerhiya ng photon ay lumalabas na nakasalalay sa uri ng recoil nucleus na ginamit upang matukoy ang enerhiya ng photon.

Ang salungatan na ito ay nalutas ni Chadwick. Naglagay siya ng pinagmumulan ng beryllium sa harap ng isang ionization chamber, kung saan nahulog ang mga proton na natumba mula sa isang paraffin plate. Sa pamamagitan ng paglalagay ng mga aluminum absorbing screen sa pagitan ng paraffin plate at ng chamber, nalaman ni Chadwick na ang beryllium radiation ay nagpapatumba ng mga proton na may mga enerhiya na hanggang 5.7 Mev. Upang maiparating ang gayong enerhiya sa mga proton, ang photon ay dapat mismo ay may enerhiya na 55 Mev. Ngunit ang enerhiya ng nitrogen recoil nuclei, na sinusunod na may parehong beryllium radiation, ay lumalabas na katumbas ng 1.2 Mev. Upang ilipat ang naturang enerhiya sa nitrogen, ang radiation photon ay dapat na may enerhiya na hindi bababa sa 90 Mev. Ang batas sa pagtitipid ng enerhiya ay hindi tugma sa interpretasyon ng photon ng beryllium radiation.

Ipinakita ni Chadwick na ang lahat ng mga paghihirap ay aalisin kung ipagpalagay natin na ang beryllium radiation ay binubuo ng mga particle na may mass na humigit-kumulang sa isang proton at zero charge. Tinawag niya ang mga particle na ito na mga neutron. Inilathala ni Chadwick ang isang artikulo tungkol sa kanyang mga resulta sa Proceedings of the Royal Society para sa 1932. Gayunpaman, isang paunang tala sa neutron ang inilathala niya sa Kalikasan » . Mula noong Pebrero 27, 1932. Sa hinaharap, I. at F. Joliot-Curie sa isang bilang ng mga gawa noong 1932-1933. nakumpirma ang pagkakaroon ng mga neutron at ang kanilang kakayahang patumbahin ang mga proton mula sa magaan na nuclei. Itinatag din nila ang paglabas ng mga neutron sa pamamagitan ng nuclei ng argon, sodium at aluminum kapag na-irradiated ng α-ray.

Proton neutron modelo ng nucleus

Noong Mayo 28, 1932, ang Sobyet na pisisista na si D. D. Ivanenko ay naglathala ng isang tala sa Kalikasan kung saan iminungkahi niya na ang neutron, kasama ang proton, ay isang istrukturang elemento ng nucleus. Itinuro niya na ang gayong hypothesis ay nalulutas ang problema ng nitrogen catastrophe. Sa katunayan, ayon sa hypothesis na ito, ang nitrogen nucleus ay binubuo ng 14 na particle - 7 proton at 7 neutron, at sa gayon ay sumusunod sa mga istatistika ng Bose, tulad ng ipinakita noong 1930 ni Rasetti mula sa mga pag-aaral ng Raman spectrum. Noong Hunyo 1932, inilathala ni W. Heisenberg ang isang mahabang artikulo sa modelo ng proton-neutron ng nucleus.

Gayunpaman, ang modelo ng proton-neutron ng nucleus ay sinalubong ng pag-aalinlangan ng karamihan sa mga pisiko. Tila sinasalungat nito ang paglabas ng mga electron ng nuclei sa β-decay. Naalala ni Heisenberg noong 1968 na sa pag-aakalang walang mga electron sa nucleus, siya ay "medyo matinding pinuna ng mga pinakakilalang pisiko." At tama niyang napagpasyahan na itonagpapakita kung gaano talaga kahirap ang talikuran ang mga bagay na tila napakalinaw na tinanggap sila ng priori. Ayon sa terminolohiya ni Aristotle, napakahirap iwanan ang "manifest to us" para sa "manifest by nature".

Ang ideya ng istraktura ng nuclei lamang mula sa mabibigat na mga particle ay halos hindi tinanggap ng mga physicist. Ang ideya na walang mga electron sa loob ng nucleus ay ipinahayag ni Dirac noon pang 1930, ngunit na-mothballed. Ang pagtuklas ng neutron ay itinuturing ng marami bilang hindi gaanong mahalaga - ang kumplikadong pagbuo lamang ng isang proton at isang elektron ang natuklasan, tulad ng kanilang naisip. Walang gustong gawing kumplikado ang simpleng larawan ng mundo, kung saan ang pangunahing "mga bloke ng gusali ng uniberso" ay ang proton at ang elektron, sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga bagong particle.

Noong Setyembre 1933, isang kumperensya sa atomic nucleus ang ginanap sa Leningrad, kung saan nakibahagi rin ang mga dayuhang siyentipiko. Si F. Joliot (wala pa siyang dobleng apelyido noong panahong iyon) ay gumawa ng dalawang ulat: "Neutrons" at "Occurrence of positrons sa panahon ng materialization ng mga photon at ang pagbabago ng nuclei." Gumawa ng ulat si P. Dirac tungkol sa teorya ng positron; F. Perrin - tungkol sa mga modelo ng kernel. Gumawa rin ng ulat si D. D. Ivanenko tungkol sa nuclear model. Masigasig niyang ipinagtanggol ang modelo ng proton-neutron, na bumubuo ng pangunahing tesis: mayroon lamang mga mabibigat na particle sa nucleus. "Ang hitsura ng mga electron, positron, atbp.," sabi ni Ivanenko, "ay dapat bigyang-kahulugan bilang isang uri ng kapanganakan ng mga particle, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa radiation ng isang light quantum, na wala ring indibidwal na pag-iral bago inilabas mula sa isang atom. ” Tinanggihan ni D. D. Ivanenko ang ideya ng kumplikadong istraktura ng neutron at proton. Sa kanyang opinyon, ang parehong mga particle "ay dapat, tila, ay may parehong antas ng elementarity", ibig sabihin, ang parehong neutron at ang proton, parehong elementarya na mga particle, ay maaaring pumasa sa isa't isa, na naglalabas ng isang electron o isang positron. Kasunod nito, ang proton at neutron ay nagsimulang isaalang-alang bilang dalawang estado ng isang particle - ang nucleon, at ang ideya ni Ivanenko ay naging pangkalahatang tinanggap.

Artikulo sa paksang Pagtuklas ng neutron

Noong 1920, si Rutherford ay nag-isip tungkol sa pagkakaroon ng isang neutral na elementarya na butil na nabuo bilang resulta ng pagsasanib ng isang elektron at isang proton. Noong dekada thirties, inimbitahan si J. Chadwick sa Cavendish Laboratory upang magsagawa ng mga eksperimento upang makita ang butil na ito. Ang mga eksperimento ay naganap sa loob ng maraming taon. Sa tulong ng isang electric discharge sa pamamagitan ng hydrogen, ang mga libreng proton ay nakuha, kung saan ang nuclei ng iba't ibang elemento ay binomba. Ang pagkalkula ay posible na patumbahin ang ninanais na particle mula sa nucleus at sirain ito, at hindi direktang i-record ang mga knockout acts sa pamamagitan ng mga track ng nabubulok na proton at electron.

Noong 1930, sina Bothe at Becker sa panahon ng pag-iilaw a- ang mga particle ng beryllium ay natagpuan ang radiation ng mahusay na pagtagos na kapangyarihan. Ang mga hindi kilalang sinag ay dumaan sa tingga, kongkreto, buhangin, atbp. Sa una, ipinapalagay na ito ay hard X-ray radiation. Ngunit ang palagay na ito ay hindi tumayo sa pagsisiyasat. Kapag nagmamasid sa mga bihirang kilos ng banggaan sa nuclei, ang huli ay nakatanggap ng napakalaking pagbabalik, para sa paliwanag kung saan kinakailangan na ipalagay ang isang hindi pangkaraniwang mataas na enerhiya ng mga x-ray photon.

Nagpasya si Chadwick na sa mga eksperimento nina Bothe at Becker, ang mga neutral na particle na sinusubukan niyang makita ay ibinubuga mula sa beryllium. Inulit niya ang mga eksperimento, umaasa na makahanap ng mga paglabas ng mga neutral na particle, ngunit walang pakinabang. Hindi nakita ang mga track. Isinantabi niya ang kanyang mga eksperimento.

Ang mapagpasyang impetus para sa pagpapatuloy ng kanyang mga eksperimento ay isang artikulo na inilathala nina Irene at Frédéric Joliot-Curie sa kakayahan ng beryllium radiation na patumbahin ang mga proton mula sa paraffin (Enero 1932). Isinasaalang-alang ang mga resulta ng Joliot-Curie, binago niya ang mga eksperimento nina Bothe at Becker. Ang scheme ng kanyang bagong pag-install ay ipinapakita sa Figure 30. Ang radiation ng Beryllium ay nakuha sa pamamagitan ng scattering a- mga particle sa isang plato ng beryllium. Ang isang paraffin block ay inilagay sa daanan ng radiation. Napag-alaman na ang radiation ay nagpapatumba ng mga proton mula sa paraffin.

Alam na natin ngayon na ang radiation mula sa beryllium ay isang stream ng mga neutron. Ang kanilang masa ay halos katumbas ng masa ng isang proton, kaya ang mga neutron ay naglilipat ng halos lahat ng enerhiya sa mga proton na lumilipad pasulong. 5.3 MeV. Kaagad na tinanggihan ni Chadwick ang posibilidad na ipaliwanag ang pagbagsak ng mga proton sa pamamagitan ng epekto ng Compton, dahil sa kasong ito ay kinakailangang ipagpalagay na ang mga photon na nakakalat ng mga proton ay may enerhiya na humigit-kumulang 50 MeV(sa oras na iyon, hindi alam ang mga mapagkukunan ng mga photon na may mataas na enerhiya). Samakatuwid, napagpasyahan niya na ang naobserbahang pakikipag-ugnayan ay nangyayari ayon sa pamamaraan
Reaksyon ni Joliot-Curie (2)

Sa eksperimentong ito, hindi lamang mga libreng neutron ang naobserbahan sa unang pagkakataon, ito rin ang unang pagbabagong nuklear - ang paggawa ng carbon sa pamamagitan ng pagsasanib ng helium at beryllium.

Gawain 1. Sa eksperimento ni Chadwick, ang mga proton na natanggal sa paraffin ay may enerhiya 5.3 MeV. Ipakita na para sa pagkuha ng naturang enerhiya ng mga proton sa panahon ng pagkalat ng mga photon, kinakailangan na ang mga photon ay may enerhiya. 50 MeV.

Ang kasaysayan ng pagtuklas ng neutron ay nagsimula sa hindi matagumpay na mga pagtatangka ni Chadwick na tuklasin ang mga neutron sa mga electric discharge sa hydrogen (batay sa nabanggit na Rutherford hypothesis). Si Rutherford, tulad ng alam natin, ay nagsagawa ng unang artipisyal na reaksyong nuklear sa pamamagitan ng pagbomba sa nuclei ng atom na may mga particle ng alpha. Ang pamamaraang ito ay nagtagumpay din sa pagsasagawa ng mga artipisyal na reaksyon sa nuclei ng boron, fluorine, sodium, aluminum at phosphorus. Sa kasong ito, ang mga long-range na proton ay inilabas. Kasunod nito, posibleng hatiin ang nuclei ng neon, magnesium, silicon, sulfur, chlorine, argon at potassium. Ang mga reaksyong ito ay kinumpirma ng mga eksperimento ng Viennese physicist na sina Kirsch at Petterson (1924), na nag-claim din na nagawa nilang hatiin ang nuclei ng lithium, beryllium at carbon, na hindi nagawa ni Rutherford at ng kanyang mga katrabaho.

Isang talakayan ang sumiklab kung saan pinagtatalunan ni Rutherford ang paghahati ng tatlong nuclei na ito. Kamakailan, iminungkahi ni O. Frisch na ang mga resulta ng Viennese ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pakikilahok sa mga obserbasyon ng mga mag-aaral na naghangad na "pakiusap" ang mga pinuno at nakakita ng mga paglaganap kung saan wala.

Noong 1930, binomba nina Walter Bothe (1891-1957) at H. Becker ang beryllium ng polonium a-particle. Sa paggawa nito, nalaman nila na ang beryllium, gayundin ang boron, ay naglalabas ng malakas na tumagos na radiation, na nakilala nila sa hard y-radiation.

At noong Enero 1932, iniulat nina Irene at Frederic Joliot-Curie sa isang pulong ng Paris Academy of Sciences ang mga resulta ng mga pag-aaral ng radiation na natuklasan nina Bothe at Becker. Ipinakita nila na ang radiation na ito ay "may kakayahang palayain ang mga proton sa mga sangkap na naglalaman ng hydrogen, na nagbibigay sa kanila ng mataas na bilis."

Ang mga proton na ito ay kinunan ng larawan nila sa isang silid ng ulap.

Sa susunod na komunikasyon, na ginawa noong Marso 7, 1932, si Irene at Frédéric Joliot-Curie ay nagpakita ng mga larawan ng mga bakas ng mga proton sa isang cloud chamber na na-knock out sa paraffin ng beryllium radiation.

Sa pagbibigay kahulugan sa kanilang mga resulta, isinulat nila: "Ang mga pagpapalagay tungkol sa nababanat na banggaan ng isang photon na may isang nucleus ay humantong sa mga paghihirap, na binubuo, sa isang banda, sa katotohanan na ito ay nangangailangan ng isang quantum na may makabuluhang enerhiya, at, sa kabilang banda, sa ang katotohanan na ang prosesong ito ay nangyayari nang madalas. Iminumungkahi ni Chadwick na ipagpalagay na ang radiation na nasasabik sa beryllium ay binubuo ng mga neutron - mga particle na may unit mass at zero charge.

Ang mga resulta ng Joliot-Curie ay nagbanta sa batas ng konserbasyon ng enerhiya. Sa katunayan, kung susubukan nating bigyang-kahulugan ang mga eksperimento ng Joliot-Curie batay sa pagkakaroon sa likas na katangian ng mga kilalang particle lamang: mga proton, electron, photon, kung gayon ang paliwanag para sa paglitaw ng mga long-range na proton ay nangangailangan ng paggawa ng mga photon na may enerhiya na 50 MeV sa beryllium. Sa kasong ito, ang enerhiya ng photon ay lumalabas na nakasalalay sa uri ng recoil nucleus na ginamit upang matukoy ang enerhiya ng photon.

Ang salungatan na ito ay nalutas ni Chadwick. Naglagay siya ng pinagmumulan ng beryllium sa harap ng isang ionization chamber, kung saan nahulog ang mga proton na natumba mula sa isang paraffin plate. Ang paglalagay ng mga aluminum absorbing screen sa pagitan ng paraffin plate at ng chamber, nalaman ni Chadwick na ang beryllium radiation ay nagpapatumba sa mga proton na may mga enerhiya na hanggang 5.7 MeV mula sa paraffin. Upang maiparating ang gayong enerhiya sa mga proton, ang isang photon ay dapat mismo ay may enerhiya na 55 MeV. Ngunit ang enerhiya ng nitrogen recoil nuclei na naobserbahan na may parehong beryllium radiation ay lumalabas na 1.2 MeV. Upang ilipat ang naturang enerhiya sa nitrogen, ang radiation photon ay dapat na may enerhiya na hindi bababa sa 90 MeV. Ang batas sa pagtitipid ng enerhiya ay hindi tugma sa interpretasyon ng photon ng beryllium radiation.

Ipinakita ni Chadwick na ang lahat ng mga paghihirap ay aalisin kung ipagpalagay natin na ang beryllium radiation ay binubuo ng mga particle na may mass na humigit-kumulang sa isang proton at zero charge. Tinawag niya ang mga particle na ito na mga neutron. Inilathala ni Chadwick ang isang artikulo tungkol sa kanyang mga resulta sa Proceedings of the Royal Society para sa 1932. Gayunpaman, isang paunang tala sa neutron ang inilathala sa isyu ng Kalikasan noong Pebrero 27, 1932. Kasunod nito, I. at f. Joliot-Curie sa isang bilang ng mga gawa ng 1932-1933. nakumpirma ang pagkakaroon ng mga neutron at ang kanilang kakayahang patumbahin ang mga proton mula sa magaan na nuclei. Itinatag din nila ang paglabas ng mga neutron mula sa argon, sodium, at aluminum nuclei kapag na-irradiated ng a-ray.

>> Pagtuklas ng neutron

§ 103 PAGTUKLAS NG NEUTRON

Ang pinakamahalagang yugto sa pag-unlad ng nuclear physics ay ang pagtuklas ng neutron noong 1932.

Artipisyal na pagbabagong-anyo ng atomic nuclei. Sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng sangkatauhan, ang artipisyal na pagbabagong-anyo ng nuclei ay isinagawa ni Rutherford noong 1919. Hindi na ito isang aksidenteng pagtuklas.

Dahil ang nucleus ay napaka-stable, at alinman sa mataas na temperatura, o pressures, o electromagnetic field ay hindi nagiging sanhi ng pagbabago ng mga elemento at hindi nakakaapekto sa rate ng radioactive decay, iminungkahi ni Rutherford na ang isang napakalaking enerhiya ay kinakailangan upang sirain o baguhin ang nucleus. Ang pinaka-angkop na mga carrier ng mataas na enerhiya sa oras na iyon ay a-particle na ibinubuga mula sa nuclei sa panahon ng radioactive decay.

Ang unang nucleus na sumailalim sa artipisyal na pagbabagong-anyo ay ang nucleus ng nitrogen atom. Sa pamamagitan ng pagbomba ng nitrogen na may mataas na enerhiya na mga particle na ibinubuga ng radium, natuklasan ni Rutherford ang hitsura ng mga proton - ang nuclei ng hydrogen atom.

Sa mga unang eksperimento, ang pagpaparehistro ng mga proton ay isinagawa sa pamamagitan ng scintillation method 1, at ang kanilang mga resulta ay hindi sapat na nakakumbinsi at maaasahan. Ngunit pagkalipas ng ilang taon, ang conversion ng nitrogen ay naobserbahan sa isang silid ng ulap. Humigit-kumulang isang -particle para sa bawat 50,000 -particle na ibinubuga ng isang radioactive na gamot sa silid ay nakukuha ng nitrogen nucleus, na humahantong sa paglabas ng isang proton. Sa kasong ito, ang nitrogen nucleus ay nagiging nucleus ng oxygen isotope:

Ipinapakita ng Figure 13.9 ang isa sa mga litrato ng prosesong ito. Sa kaliwa ay makikita mo ang isang katangian na "tinidor" - isang sumasanga ng track. Ang bakas ng taba ay kabilang sa oxygen nucleus, at ang manipis na bakas ay kabilang sa proton. Ang natitirang -particle ay hindi sumasailalim sa banggaan sa nuclei, at ang kanilang mga track ay tuwid. Natuklasan ng iba pang mga mananaliksik ang mga pagbabagong-anyo sa ilalim ng impluwensya ng -mga partikulo ng nuclei ng fluorine, sodium, aluminyo, atbp., na sinamahan ng paglabas ng mga proton. Ang nuclei ng mabibigat na elemento na matatagpuan sa dulo ng periodic system ay hindi sumailalim sa mga pagbabago. Malinaw, dahil sa malaking electric (positibong) singil, ang -particle ay hindi makalapit sa nucleus.

1 Scintillation - isang flash na nangyayari kapag ang mga particle ay tumama sa ibabaw na pinahiran ng isang layer ng isang espesyal na substance, tulad ng isang layer ng zinc sulfide.

Joliot-Curie Frederic (1900-1958)- Pranses na siyentipiko at progresibong pampublikong pigura. Kasama ang kanyang asawang si Irene, natuklasan niya ang artificial radioactivity noong 1934. Ang malaking kahalagahan para sa pagtuklas ng mga neutron ay ang gawain ng Curies sa pag-aaral ng radiation ng beryllium sa ilalim ng pagkilos ng -particle. Noong 1939, kasama ang mga katrabaho, siya ang unang natukoy ang average na bilang ng mga neutron na ibinubuga sa panahon ng fission ng uranium atom nucleus, at ipinakita ang pangunahing posibilidad ng isang nuclear chain reaction na may paglabas ng enerhiya.

Pagtuklas ng neutron. Noong 1932, ang pinakamahalagang kaganapan para sa lahat ng nuclear physics ay naganap: ang neutron ay natuklasan ng estudyante ni Rutherford, ang English physicist na si D. Chadwick.

Kapag binomba ang beryllium ng -particle, hindi lumitaw ang mga proton. Ngunit ang ilang uri ng malakas na tumagos na radiation ay natuklasan, na may kakayahang malampasan ang gayong balakid bilang isang lead plate na 10-20 cm ang kapal. Ipinapalagay na ang mga ito ay mga sinag ng mataas na enerhiya.

Natuklasan ni Irene Joliot-Curie (anak nina Marie at Pierre Curie) at ng kanyang asawang si Frederic Joliot-Curie na kung ang isang paraffin plate ay inilalagay sa landas ng radiation na nabuo sa pamamagitan ng pambobomba ng beryllium na may mga particle, kung gayon ang kakayahang mag-ionize ng radiation na ito ay tumataas nang malaki. . Tamang ipinapalagay nila na ang radiation ay nagpapatumba ng mga proton mula sa paraffin plate, na naroroon sa malalaking dami sa naturang sangkap na naglalaman ng hydrogen. Sa tulong ng cloud chamber (ang scheme ng eksperimento ay ipinapakita sa Figure 13.10), natuklasan ng Joliot-Curies ang mga proton na ito at tinantiya ang kanilang enerhiya sa haba ng landas. Ayon sa kanilang data, kung ang mga proton ay pinabilis bilang isang resulta ng mga banggaan sa -quanta, kung gayon ang enerhiya ng mga quanta na ito ay dapat na napakalaking - mga 55 MeV.

Naobserbahan ni Chadwick sa cloud chamber ang mga track ng nitrogen nuclei na nakaranas ng banggaan sa beryllium radiation. Ayon sa kanyang pagtatantya, ang enerhiya ng -quanta, na may kakayahang ipaalam sa nitrogen nuclei ng bilis, na natagpuan sa mga obserbasyon na ito, ay dapat na 90 MeV. Ang mga katulad na obserbasyon sa cloud chamber ng mga track ng argon nuclei ay humantong sa konklusyon na ang enerhiya ng hypothetical -quanta na ito ay dapat na 150 MeV. Kaya, sa pag-aakalang ang nuclei ay nakatakda sa paggalaw bilang isang resulta ng mga banggaan sa massless particle, ang mga mananaliksik ay dumating sa isang malinaw na kontradiksyon: ang parehong -quanta ay may iba't ibang mga enerhiya.

Ito ay naging malinaw na ang palagay tungkol sa radiation ng beryllium quanta, ibig sabihin, mga massless na particle, ay hindi mapanghawakan. Ang ilang medyo mabibigat na particle ay lumilipad palabas ng beryllium sa ilalim ng pagkilos ng -particle. Pagkatapos ng lahat, kapag bumangga lamang sa mga mabibigat na particle, ang mga proton o nuclei ng nitrogen at argon ay maaaring tumanggap ng malaking enerhiya na naobserbahan sa eksperimento. Dahil ang mga particle na ito ay lubos na tumagos at hindi direktang nag-ionize ng gas, samakatuwid sila ay neutral sa kuryente. Pagkatapos ng lahat, ang isang sisingilin na particle ay malakas na nakikipag-ugnayan sa bagay at samakatuwid ay mabilis na nawawala ang enerhiya nito.

Ang bagong particle ay pinangalanang neutron. Ang pagkakaroon nito ay hinulaan ni Rutherford higit sa 10 taon bago ang mga eksperimento ni Chadwick. Mula sa enerhiya at momentum ng nuclei na nagbabanggaan sa mga neutron, natukoy ang masa ng mga bagong particle na ito. Ito ay naging bahagyang mas malaki kaysa sa masa ng proton - 1838.6 na masa ng elektron sa halip na 1836.1 para sa proton. Bilang resulta, napag-alaman na kapag tumama ang -particle sa beryllium nuclei, ang sumusunod na reaksyon ay nangyayari:

Dito - ang simbolo ng neutron; ang singil nito ay zero, at ang relatibong masa nito ay halos isa.”

Ang neutron ay isang hindi matatag na particle: ang isang libreng neutron ay nabubulok sa isang proton, isang electron at isang neutrino, isang walang mass na neutral na particle, sa loob ng halos 15 minuto.

Ang elementary particle - ang neutron ay walang electric charge. Ang masa ng isang neutron ay mas malaki kaysa sa masa ng isang proton sa pamamagitan ng mga 2.5 na masa ng elektron.

Ipaliwanag kung bakit, sa isang gitnang banggaan sa isang proton, inililipat ng neutron ang lahat ng enerhiya nito dito, at sa isang banggaan sa isang nitrogen nucleus, isang bahagi lamang nito.

Myakishev G. Ya., Physics. Baitang 11: aklat-aralin. para sa pangkalahatang edukasyon institusyon: basic at profile. mga antas / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; ed. V. I. Nikolaev, N. A. Parfenteva. - 17th ed., binago. at karagdagang - M.: Edukasyon, 2008. - 399 p.: may sakit.

Calendar-thematic na pagpaplano sa physics, video sa physics online, Physics at astronomy sa pag-download ng paaralan

Nilalaman ng aralin buod ng aralin suporta frame lesson presentation accelerative methods interactive na mga teknolohiya Magsanay mga gawain at pagsasanay mga workshop sa pagsusuri sa sarili, pagsasanay, kaso, quests homework discussion questions retorikal na mga tanong mula sa mga mag-aaral Mga Ilustrasyon audio, mga video clip at multimedia mga larawan, mga larawang graphics, mga talahanayan, mga scheme ng katatawanan, mga anekdota, mga biro, mga parabula sa komiks, mga kasabihan, mga crossword puzzle, mga quote Mga add-on mga abstract articles chips for inquisitive cheat sheets textbooks basic and additional glossary of terms other Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralinpagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin pag-update ng isang fragment sa aklat-aralin na mga elemento ng pagbabago sa aralin na pinapalitan ng mga bago ang hindi na ginagamit na kaalaman Para lamang sa mga guro perpektong mga aralin plano sa kalendaryo para sa taon na mga rekomendasyon sa pamamaraan ng programa ng talakayan Pinagsanib na Aralin

Mula noong sinaunang panahon, ang tao ay naging interesado sa istruktura ng bagay na naoobserbahan niya sa paligid niya araw-araw. Ang isa sa mga hypotheses, na iniharap sa sinaunang Greece, ay nag-post na ang bagay ay binubuo ng mga elementarya na particle - mga atomo. Gayunpaman, noong ika-20 siglo lamang napag-aralan na ang atom ay binubuo rin ng mga subatomic na particle: mga proton, electron at neutron. Inilalahad ng artikulo ang paksa kung sino ang nakatuklas ng neutron, proton at electron, at kung ano ang epekto ng mga pagtuklas na ito sa pag-unlad ng sangkatauhan.

Mga particle ng atom at subatomic

Ang bagay ng uniberso ay binubuo ng maliliit na particle na tinatawag na atoms. Ang konseptong ito ay iniharap ng Greek mathematician at pilosopo na si Democritus noong ika-5 siglo BC. Mula sa sinaunang wikang Griyego, ang salitang "atom" ay isinalin bilang "indivisible". Dahil sa teknikal na imposibilidad ng pag-verify kung ano ang isang atom, ang hypothesis na ito ay umiral hanggang sa ika-19 na siglo, nang ang mga pagsulong sa agham at teknolohiya ay naging posible upang pag-aralan ang atom nang mas maingat. Salamat sa pag-aaral ng atom sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, napag-alaman na hindi ito isang elementarya na yunit ng bagay at binubuo ng mas maliliit na particle, na tinatawag na subatomic. Nakaugalian na tukuyin ang mga particle na ito bilang electron, proton at neutron, dahil bumubuo sila ng mga atomo ng lahat ng bagay.

Sa kasalukuyan, ang agham ay sumulong nang malayo sa pag-aaral ng elementarya na mga particle. Kaya, napag-alaman na kahit ang mga subatomic na particle ay mayroon ding sariling panloob na istraktura. Bilang karagdagan, mayroong tinatawag na antimatter, na nabuo ng mga atomo, na binubuo ng mga antiparticle, na subatomic din. Gayunpaman, ang pagtuklas ng mga electron, proton, at neutron ay minarkahan ang simula ng nuclear physics at ang nuclear history ng sangkatauhan. Sino ang nakatuklas ng mga subatomic na particle na ito ay tinalakay sa artikulong ito.

Mga modernong ideya tungkol sa istruktura ng atom

Bago magpatuloy sa sagot sa tanong kung sino ang nakatuklas ng mga neutron, proton at electron, isaalang-alang natin kung ano ang atom mula sa modernong pananaw.

Ang bawat sangkap na nakikita natin araw-araw ay binubuo ng mga molekula. Binubuo rin sila ng mga atomo. Kahit na ang bilang ng iba't ibang mga molekula ay medyo malaki, lahat sila ay nabuo ng isang limitadong bilang ng iba't ibang mga atomo (mga 100). Ang bawat atom ay may nucleus, na binubuo ng mga proton at neutron, at mga electron na umiikot sa paligid ng nucleus, na ang singil ng kuryente ay negatibo at kabaligtaran ng tanda sa singil ng nucleus.

Kung ilalapat natin ang mga ideyang ito sa tubig, dapat nating sabihin na sa isang patak ng tubig na may diameter na 4 mm mayroong humigit-kumulang 10 15 molecule. Ang molekula ng tubig ay binubuo ng 3 atoms: 2 hydrogen atoms at 1 oxygen atom. Ang oxygen atom ay binubuo ng isang nucleus na nabuo ng 8 proton at 8 neutron, at isang electron shell na binubuo ng 8 electron.

Pagtuklas ng elektron

Hanggang 1897, itinuturing ng sangkatauhan na ang atom ay hindi mahahati, nang matuklasan ng British physicist na si Joseph John Thomson ang electron sa kanyang mga eksperimento sa cathode rays. Ang aparato na ginamit ni Thomson ay isang selyadong glass tube kung saan inilagay ang dalawang cathodes at inilikas ang hangin. Natuklasan ng siyentipiko na ang mga ibinubuga na cathode ray ay lumihis mula sa landas ng kanilang pagpapalaganap, kung sila ay apektado ng isang electric field. Bilang resulta, natuklasan ng siyentipiko na ang mga particle na bumubuo sa mga sinag na ito ay dapat na may negatibong singil. Kasunod nito, ang mga particle na ito ay tinawag na mga electron.

Pagtuklas ng proton

Ang estudyante ni JJ Thomson, ang New Zealand physicist na si Ernest Rutherford, ay kinikilala sa pagtuklas ng proton. Sa simula ng ika-20 siglo, iminungkahi niya ang isang planetaryong modelo ng istraktura ng atom, kung saan ang pangunahing masa ay nasa gitna. Dumating si Rutherford sa hypothesis na ito pagkatapos suriin ang mga eksperimento kung saan binomba ng mga siyentipiko na sina Hans Geiger at Ernest Marsden ang isang plato ng ginto na may mga particle ng alpha.

Noong 1918, nagsagawa si Rutherford ng kanyang sariling mga eksperimento sa pakikipag-ugnayan ng mga particle ng alpha sa nitrogen. Sa mga eksperimentong ito, napagmasdan ng siyentipiko ang paglabas ng nuclei ng hydrogen atom at dumating sa konklusyon na sila ay "mga brick" para sa lahat ng iba pang nuclei. Kaya natuklasan ni Rutherford ang proton. Kasunod nito, natagpuan na ang masa ng nuklear ay makabuluhang lumampas sa kabuuang masa ng lahat ng mga proton ng atom, kaya iminungkahi ni Rutherford na sa nucleus ng atom ay mayroon pa ring ilang mabibigat na particle na walang singil. Ang particle na ito ay ang neutron, na natuklasan sa ibang pagkakataon.

Sino ang nakatuklas ng neutron?

Ang ikatlong particle na bumubuo sa atom ay natuklasan noong 1932. Ang siyentipiko na natuklasan ang pagkakaroon ng mga neutron ay ang English physicist na si James Chadwick. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng pag-uugali ng mga atomo kapag sila ay binomba ng mga alpha particle, natuklasan ni Chadwick ang pagkakaroon ng radiation, ang mga particle nito ay may mass na halos pareho sa mga proton, ngunit neutral sa kuryente dahil hindi sila nakikipag-ugnayan sa isang electric field. Bilang karagdagan, ang mga particle na ito ay nagawang tumagos sa bagay at pinipilit ang mga atomo ng mabibigat na elemento na hatiin sa mas magaan. Dahil sa mga pisikal na katangian ng bagong particle, pinangalanan ito ni Chadwick na neutron, kaya't nararapat siyang ituring na siyentipiko na nakatuklas ng neutron.

Enerhiya ng atomic nucleus

Mula nang matuklasan ang mga neutron, ang nuclear physics pati na rin ang chemistry at teknolohiya ay gumawa ng malaking hakbang pasulong. Isang bago, halos hindi mauubos at kasabay ng mapanganib na pinagmumulan ng enerhiya ay nabuksan sa harap ng tao.

Ang simula ng panahon ng nukleyar ay naramdaman ng sangkatauhan noong 1945, nang subukan ng Estados Unidos ang mapangwasak na unang bombang nuklear na Trinity, na ibinagsak ito sa mga lungsod ng Japan ng Hiroshima at Nagasaki.

Ang unang paggamit ng enerhiyang nuklear para sa mapayapang layunin ay maaaring masubaybayan noong kalagitnaan ng 1950s, nang itayo ang unang nuclear reactor noong 1953 upang palitan ang diesel engine sa American submarine na Nautilus.