中子的发现过程剖析
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中子的发现过程
1
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
2
Βιβλιοθήκη Baidu 背景
道尔顿—“化学原子论的缔造者”
3
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。
6
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。
7
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。
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。
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
9
约里奥-居里夫妇的实验
——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。
10
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。
11
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。
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。
14
感谢
感谢杨建邺老师的著作以及百度百科的大力支持
15
谢谢大家！
16
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
12
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
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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
2
Βιβλιοθήκη Baidu 背景
道尔顿—“化学原子论的缔造者”
3
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。
6
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。
7
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。
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。
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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
9
约里奥-居里夫妇的实验
——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。
10
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。
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度百科的大力支持
15
谢谢大家！
16
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
12
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