中子的发现过程(课堂PPT)

• 首先, 有了关于原子结构的新概念。
• 第二, 人们对原子量与原子序数的关系, 以 及原子核的自旋、 稳定性等原子核的特性 问题, 有了新的认识。
• 第三, 人类对于中子的研究和应用推动了核14

谢谢大
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• 1923年查德威克在得到卢瑟福的赞同后，用游离室和点计数器 作为检测手段,尝试在大质量的氢化材料中检测γ辐射的发射。
• 1928年起，玻特和他的学生贝克尔（H.Becker）用钋（po）发 射的α粒子轰击一系列轻元素，发现α粒子轰击铍时，会使铍 发射穿透能力极强的中性射线，强度比其它元素所得要大过十 倍。用铅吸收屏研究其吸收率，证明这种中性辐射比γ射线还 要硬。1930年，玻特和贝克尔率先发表了这一结果，并断定这 种贯穿辐射是一种特殊的γ射线。
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查德威克的发现
• 查德威克 Sir James Chadwick(1891-1974) 卢瑟福的学生
• 查德威克从1921年就开始了中子的实验 探索工作。他目标明确，前后12年， 经历了许多曲折，终于成功。
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查德威克的发现
• 约里奥－居里夫妇的实验对查德威克有极大 的启发。1932年，当查德威克读到约里奥－ 居里在《法国科学院通报》上的论文时，他 立即告诉了卢瑟福。卢瑟福表示不相信，建 议尽快重复其实验进行检验。
• 之后，经过几天紧张的实验，查德威克就证 明了这些奇异效应是中性粒子的作用。他还 测出了这种粒子的质量与质子大致相同，从 而证明卢瑟福于1920年假设的中子真实存在。
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查德威克的发现
• α粒子轰击铍的核反应方程式：
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中子发现的深远意义
• 中子的发现, 是原子核物理发展史上的一个 里程碑, 具有划时代的深远意义。
• 1931 年底, 巴黎居里实验室的约里奥—居 里夫妇以强得多的α放射源重复玻特和贝克 尔的实验, 发现铍中性辐射的穿透力超过他 们原先的估计。
• 他们进一步发现石蜡经铍辐射轰击, 释放出 高速质子。由于传统观念, 他们也未能凭自 己的实验结果进一步得出存在中子的结论， 反而同意玻特的“贯穿辐射是一种特殊的γ
——汤姆逊枣糕式无核模型
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背景
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中子概念的提出
• 卢瑟福提出了原子结构的行星式有核模型， 并且指出原子可能是“带正电的氢原子” （1920年正式取名质子）和电子组成。
• 但是，如果仅有质子和电子，质量数并不守 恒。
• 1920年，卢瑟福在一次著名的演讲中——皇 家学会贝克里安演讲（Bakerian Lecture）6
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约里奥-居里夫妇的实验
• 伊伦·约里奥·居里（Irene Joliot－ Curie，1897～1956）法国核物理学家，父 亲皮埃尔·居里，母亲玛丽·居里都是著名 的科学家
• 费雷德克里·约里奥·居里 （Frederic Joliot－curie,
1900～1958）法国核物理学家
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约里奥-居里夫妇的实验
中子概念的提出
• 但是，自从这次演讲之后，卢瑟福再也没有 继续对于这一想法进行阐述。
• 卢瑟福认为中子是质子和电子的复合体，并 非是一个单独的粒子，这将导致很多的问题。
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寻找中子的早期实验
• 1920年贝克里安演讲演讲之后，卢瑟福曾请格拉森 （J.L.Glasson）在氢气中放电时寻找中子，不久又请罗伯兹 （J.K.Roberts）也做了类似的实验。
中子的发现过程
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背景
目录
中子概念的提出
寻找中子的早期实验
约里奥-居里夫妇的实验
查德威克的发现
中子发现的深远意义
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背景
• 约瑟夫·约翰·汤拇逊(Thomson，Joseph John。1856年——1940年)，著名的英国
物理学家，以其对电子和同位素的实验 著称。他是第三任卡文迪许实险室主任。