中子的发现过程(课堂PPT)
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中子的发现过程演示文稿
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射线”的观点。
9
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
10
约里奥-居里夫妇的实验
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。
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。
查德威克因此获得1935 年度的诺贝尔物理学奖
13
查德威克的发现
α粒子轰击铍的核反应方程式：
14
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。
11
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射线”的观点。
9
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
10
约里奥-居里夫妇的实验
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。
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。
查德威克因此获得1935 年度的诺贝尔物理学奖
13
查德威克的发现
α粒子轰击铍的核反应方程式：
14
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。
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中子的发现过程 ppt课件
第三, 人类对于中子的研究和应用推动了核物理的飞 速发展, 开创了新的时代。
14
中子的3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。
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。
——汤姆逊枣糕式无核模型
4
中子的发现过程
5
中子的发现过程
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）中，首次提到中子 存在的可能。
6
中子的发现过程
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。
7
中子的发现过程
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
1
中子的发现过程
背景 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
14
中子的3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。
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。
——汤姆逊枣糕式无核模型
4
中子的发现过程
5
中子的发现过程
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）中，首次提到中子 存在的可能。
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中子的发现过程
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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中子的发现过程
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
1
中子的发现过程
背景 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
中子衍射简介优秀PPT
4、中子衍射可以测定磁性材料的磁织构。
18
A、利用中子单晶衍射技术研究大量大分子或小分子 材料中氢原子占位。
B、利用中子粉末衍射技术结合Rietveld拟合或Monte Carlo模拟方法，研究高Tc超导材料、某些催化剂材 料、磁性材料及化合物材料的晶体结构，特别是轻元 素的占位。
C、Ca3Al2(O4D4)3的结构分析，利用中子粉末衍射技 术测出其各温度下的TOF中子谱，再用Rietveld方法 精练。结果表明，如果只考虑重元素的分布，计算误 差可达17%；而引入轻元素的分布，计算误差小于 3%。从而定出所有轻元素与重元素的占位。
17
中子衍射织构测量特点：
1、中子衍射吸收系数较小，一般织构测量无需吸收强 度校正，只需将试样制成较规整形状，如正方体、圆柱 或圆球状即可（一般体积为1cm3）。中子衍射体积应覆 盖整个试样。
2、中子衍射可用一个试样和一种测量方法测量出一个 完整极图。
3、中子衍射可以确定大晶粒材料（例如某些铸态材料） 的织构，其统计性亦较好。
中子衍射与X射线比较
C、中子主要与原子核发生作用，这种作用属于一种短 程交互作用，作用范围一般在万分之一波长尺度内。
从图中可见，中子散射长 度随元素原子序数的变化 明显不同于X射线的变化。
自然存在的氢至铋元素 的中子散射长度变化
5
磁散射
除了核散射外，中子磁矩与未成对自旋电子的作用亦 可导致一种散射，这种散射称为磁散射。
10
中子衍射的时间-飞行衍射仪的设计
设计原理：从减速剂发射出的包括了各种波长（热中子 谱）的中子射线，自发射源经由试样布拉格衍射到探测 器的路径是相同的，由于不同波长的中子具有不同速度， 因此不同波长的中子到达探测器的时间是不同的。
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A、利用中子单晶衍射技术研究大量大分子或小分子 材料中氢原子占位。
B、利用中子粉末衍射技术结合Rietveld拟合或Monte Carlo模拟方法，研究高Tc超导材料、某些催化剂材 料、磁性材料及化合物材料的晶体结构，特别是轻元 素的占位。
C、Ca3Al2(O4D4)3的结构分析，利用中子粉末衍射技 术测出其各温度下的TOF中子谱，再用Rietveld方法 精练。结果表明，如果只考虑重元素的分布，计算误 差可达17%；而引入轻元素的分布，计算误差小于 3%。从而定出所有轻元素与重元素的占位。
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中子衍射织构测量特点：
1、中子衍射吸收系数较小，一般织构测量无需吸收强 度校正，只需将试样制成较规整形状，如正方体、圆柱 或圆球状即可（一般体积为1cm3）。中子衍射体积应覆 盖整个试样。
2、中子衍射可用一个试样和一种测量方法测量出一个 完整极图。
3、中子衍射可以确定大晶粒材料（例如某些铸态材料） 的织构，其统计性亦较好。
中子衍射与X射线比较
C、中子主要与原子核发生作用，这种作用属于一种短 程交互作用，作用范围一般在万分之一波长尺度内。
从图中可见，中子散射长 度随元素原子序数的变化 明显不同于X射线的变化。
自然存在的氢至铋元素 的中子散射长度变化
5
磁散射
除了核散射外，中子磁矩与未成对自旋电子的作用亦 可导致一种散射，这种散射称为磁散射。
10
中子衍射的时间-飞行衍射仪的设计
设计原理：从减速剂发射出的包括了各种波长（热中子 谱）的中子射线，自发射源经由试样布拉格衍射到探测 器的路径是相同的，由于不同波长的中子具有不同速度， 因此不同波长的中子到达探测器的时间是不同的。
中子的发现过程
——汤姆逊枣糕式无核模型
4
背景
5
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）中，首次提到中子存 在的可能。
有划时代的深远意义。 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物理的飞速
发展, 开创了新的时代。
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感谢 感谢杨建邺老师的著作以及百科的大力支持8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
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。
《中子衍射简介》PPT课件
中子的能量
中子质量m为1.675×10-27kg，电荷数为0，自旋 量子数为1/2，磁矩为1.913μN(μN为核磁子，相 当于5.051×10-27A·m2〕。表现为中子波，具有 波长为λ的中子的能量为
Eh2/2m 2
式中，h为普朗克常量〔h=6.626176×10-34J·S〕
中子衍射与X射线比较
11.1 中子散射原理
中子散射或衍射的主要特点： (1) 轻重元素对中子的散射本领的比率远大于X
射线，故中子衍射技术可以较易识别轻元素在 晶胞中的占位。 (2) 中子有磁矩，因而是研究物质构造的理想 工具。 (3) 中子有高的贯穿能力〔可达几毫米至几十 毫米〕，故试样可以较大，使结果更富于统计 性，并可探索材料内某一局域的构造。
4、中子衍射可以测定磁性材料的磁织构。
表现为中子波具有波长为的中子的能量为式中h为普朗克常量h66261761034js中子衍射与x射线比较氢至铋范围元素对波长为0108nm的中子实线及cukx射线虚线的质量吸收系数从图中可见大多数元素的中子吸收系数远低于一样波长的x射线吸收系数
《中子衍射简介》PPT课 件
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中子衍射装置
主要包括：单晶衍射台、粉末衍射台、小角度散射台、 时间-飞行谱衍射台及织构与应力测量台。
图中主要由初始准直器α1、 单色器、试样台、探测准直 器α3及探测器组成。如果特 殊需要，可以在试样台上安 装某些如高温、高压或低温 等环境装置。
高分辨率恒波长中子粉末衍 射台示意图
中子及中子测量PPT文档共30页
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保6、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
中子及中子测量
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
中子及中子测量
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
中子的发现过程课堂PPT
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。
查德威克因此获得1935 年度的诺贝尔物理学奖
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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。
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。
目录
背景 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
1
背景
道尔顿—“化学原子论的缔造者”
2
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。
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物理的飞 速发展, 开创了新的时代。
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感谢感谢杨建邺老师的著作以及百科的大力支持14家！
查德威克因此获得1935 年度的诺贝尔物理学奖
11
查德威克的发现
α粒子轰击铍的核反应方程式：
12
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。
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。
目录
背景 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
1
背景
道尔顿—“化学原子论的缔造者”
2
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。
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物理的飞 速发展, 开创了新的时代。
13
感谢感谢杨建邺老师的著作以及百科的大力支持14家！
中子的发现过程
中子的发现过程中子是一种重要的粒子，它们的发现过程充满了激动人心的历史。
本文将详细描述中子的发现过程，同时分析这个过程对物理学的意义和指导作用。
20世纪初，科学家已经发现了原子的组成单位——电子和质子。
然而，根据当时的理论，原子的质量应该等于电子和质子质量之和，但实际上却发现原子的质量要比预期的大得多。
这个差距引起了科学界的广泛关注，许多科学家开始着手寻找这个未知的质量来源，也就是中子。
1920年代，物理学家通过实验观察发现，某些元素的原子核在衰变过程中会释放出一种未知的辐射。
这种辐射能够穿透物质并使之起泡，被称为"β射线"。
Walter Bothe是第一位发现该辐射的科学家。
他使用一种装置将该辐射聚焦到一个小试管中，试管内的气体开始起泡，这表明这种辐射可能是由一种新的无电荷粒子产生的。
Bothe一开始认为这个粒子与电荷无关，但他并没有对它进行详细研究。
随后的几年里，约翰-威廉·查德威克和恩里科·费米等科学家开始对β射线进行仔细的研究。
他们的实验表明，β射线的能量不是固定的，而是具有连续的分布。
这一发现违背了当时的物理学理论，因为根据那个理论，辐射能量应该是离散的。
为了解释这个现象，这些科学家提出了一种假设：在辐射发生时，一个新的粒子被产生出来，并带走了带负电的电子，这个带走的粒子就是相对质量而言非常轻的中子。
为了验证这个假设，查德威克和费米设计了一系列实验。
他们使用重水（含有氘核的水）作为靶材，因为氘核比氢核多一个中子。
他们希望通过观察氢核和氘核的反应，来寻找中子。
实验结果表明，当氢核与氘核发生碰撞时，会产生高能β射线，这种辐射只能通过核反应来解释。
这就意味着在这个过程中，氢核和氘核之间应该产生了一个新的带负电的粒子，也就是我们现在所称的中子。
通过这一系列的实验证据，中子的存在最终得到了确认。
这个发现对物理学具有重大的意义。
首先，它证实了原子核确实是由质子和中子组成的，这一发现为后来的核反应理论的发展打开了大门。
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• 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：
13
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。
• 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。