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为什么电子会绕着原子核转?中子是怎么被发现的? 第1页

  

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中子的发现过程其实颇有戏剧性,因为多个物理学家们都在实验中观测到了中子但却把它错当成了γ射线,重温这段历史时只能感慨一句:很多时候机会还真就是留给有准备的人的。

1928年的时候,德国物理学家玻特和他的学生贝克尔在用α粒子轰击Be核时发现Be核会发射出一种穿透力极强的中性射线,随后玻特和他的学生就公布了这个发现,并认为这种射线是一种γ射线。

之后不久,法国的约里奥-居里夫妇进行了一系列实验,发现这种射线能量非常强大,竟然能把质子从石蜡中轰击出来,从而产生了质子流。但是很遗憾,约里奥-居里夫妇依然把这种射线当成了γ射线。

然后就轮到我们的主角查德威克登场了,与前面几位不同,在卢瑟福实验室工作的查德威克深受卢瑟福的影响,坚信原子核中存在着一种中性粒子。从1921年开始,查德威克和卢瑟福就开展了一系列实验试图寻找中子,可惜都以失败告终。

当查德威克得知了居里夫妇的发现后,他立刻跟卢瑟福联手开展了一系列实验以研究这种中性射线的性质。最后他们得出结论:这种中性射线不是γ射线,而是一种全新的粒子,并且测出来了它的质量为1.0067u。

至于查德威克为什么认为这种射线不是γ射线,理由如下:

该射线轰击石蜡后的产物包括质子流,而质子的动能为5.7MeV,如果把这个粒子当成γ射线,用康普顿散射来解释的话,由能动量守恒可知光子能量约为55MeV;他们又用同样的射线轰击了氮核,而氮核的动能为1.2MeV,用同样的计算方法可得光子的能量约为90MeV。同一种光子能量会差得这么大?所以很明显,这不是光子,而是一种新的中性粒子。

可惜啊可惜,如果约里奥-居里夫妇在实验中能够计算一下Be射线的能量的话,恐怕拿诺奖的就不是查德威克了。




  

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