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姚铎俟教育

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高中物理《原子核的组成》课件设计  

2013-05-24 09:34:32|  分类: 物理教育 |  标签: |举报 |字号 订阅

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史料:

  在物理学史上,中子的发现经历了一段曲折而富戏剧性的认识过程。它曾与著名的实验物理学家约里奥·居里夫妇擦肩而过,而给这对夫妇带来几多遗憾。让我们来重温这段历史吧.

  1930年,德国物理学家博特(w.w.g.bothe,1891~1957)和贝克(h.becker)用α粒子轰击较轻的元素,特别是轰击铍时,发现从铍中发射一种强度不大但穿透力极强的射线,他们把这种射线称作是铍辐射。但是这两位物理学家错误地认为他们发现的是高能γ射线。

  1932年,约里奥·居里夫妇重复了博特的铍辐射实验,他们的实验条件很好,有强大的射线源,很容易就得到与博特相同的结果。为了测量物质对铍辐射的吸收,他们把各种物质放在铍板与辐射测量仪之间,意外地发现,当把石蜡放在铍辐射经过的路径上时,辐射测量仪记录到的粒子数不仅没有减少,反而比不放石蜡时多得多。经过鉴定,他们发现,从石蜡里飞出的是质子。这表明,铍辐射从石蜡中打出了质子。根据打出的质子的速度,他们推算出这种射线的能量是50兆电子伏特,这与上述10兆电子伏特相去甚远。然而,约里奥·居里夫妇还是沿着博特的错误思路思考,他们把这一现象解释为光子同质子的康普顿散射。1932年1月18日,约里奥·居里夫妇发表了他们的实验结果和评论。由于他们对理论的轻视,使他们白白失去了一次发现中子的机会。

  约里奥·居里夫妇的论文传到英国,英国物理学家查德威克看了他们的论文并把论文的内容告诉了卢瑟福。据说卢瑟福听了他们的解释时大声喊道:“我不相信”, 查德威克也不相信这种解释,他经过一番思考,随即意识到:反冲质子有这么大的能量绝不可能是光子碰撞的结果,而很可能是十年前卢瑟福所预言的“中性粒子”碰撞所致。他用钋加铍作为放射源,使用这种新射线去轰击氢、氦、氮等元素,结果发现这种射线的性质与通常的射线有所不同,通常的射线照射到物质上,物质密度越大,对射线吸收的就越厉害。而这种射线的性质刚好相反,密度越小的物质越容易吸收它。查德威克用这种射线去轰击氢原子时发现,氢原子核被弹射出去,这说明这种射线是具有一定质量的粒子流。由于这种粒子流不带电,电场和磁场对它不起作用,所以不能利用它在磁场或电场中的径迹来计算它的质量。

  查德威克认为,这种粒子穿过物质时它将与物质中的原子核发生弹性碰撞,从而把能量传递给原子核,使被碰撞的原子核运动,测出被碰原子核的速度,就可根据动量守恒和能量守恒把这种粒子的质量算出来。通过对氢原子和氮原子的轰击,他算出这种粒子的质量与质子的质量近乎相等,他把这种射线的粒子称为“中子”.

  查德威克因为发现了中子而获得了1935年的诺贝尔物理学奖.




  

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