Ανακάλυψη του πρωτονίου. Ανακάλυψη του νετρονίου. Ανακάλυψη του πρωτονίου και του νετρονίου Ανακάλυψη του πρωτονίου που

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στο http://www.allbest.ru/

Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Θαλάσσιων και Ποτάμιων Μεταφορών

FSBEI HPE «GUMRF που ονομάστηκε από τον Ναύαρχο S.O. Μακάροφ"

Arctic Marine Institute με το όνομα V.I. Voronina - υποκατάστημα

Ομοσπονδιακός κρατικός προϋπολογισμός

εκπαιδευτικό ίδρυμα τριτοβάθμιας επαγγελματικής εκπαίδευσης

«Κρατικό Πανεπιστήμιο Θάλασσας και Ποταμός Στόλος

πήρε το όνομά του από τον Ναύαρχο Σ.Ο. Μακάροφ"

(Arctic Marine Institute με το όνομα V.I. Voronin - παράρτημα

FSBEI HPE «GUMRF που ονομάστηκε από τον Ναύαρχο S.O. Μακάροφ")

180403.51 Πλοήγηση

μάθημα αλληλογραφίας 1 έτος

ΑΦΗΡΗΜΕΝΗ

"ανακάλυψη του νετρονίου"

Cadet Smirnov S.V. συμπλήρωσε και υπερασπίστηκε ένα δοκίμιο με βαθμό___από__.__2014

2014

Νετρόνιο

Τι γνωρίζουμε για το νετρόνιο;

Το νετρόνιο (από το λατινικό ουδέτερο - ούτε το ένα ούτε το άλλο) είναι ένα βαρύ στοιχειώδες σωματίδιο που δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο. Το νετρόνιο είναι φερμιόνιο και ανήκει στην κατηγορία των βαρυονίων. Τα νετρόνια (μαζί με τα πρωτόνια) είναι ένα από τα δύο κύρια συστατικά των ατομικών πυρήνων. Η κοινή ονομασία για τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι νουκλεόνια.

ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΟΥ ΝΕΤΡΟΝΙΟΥ

Το 1930, ο V. A. Ambartsumyan και ο D. D. Ivanenko έδειξαν ότι ο πυρήνας δεν μπορεί, όπως πίστευαν εκείνη την εποχή, να αποτελείται από πρωτόνια και ηλεκτρόνια, και ότι τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από τον πυρήνα κατά τη διάσπαση βήτα γεννιούνται τη στιγμή της διάσπασης, και ότι επιπλέον πρωτόνια, ορισμένα ουδέτερα σωματίδια πρέπει να υπάρχουν στον πυρήνα.

Το 1930, ο Walter Bothe και ο G. Becker, που εργάζονταν στη Γερμανία, ανακάλυψαν ότι όταν τα σωματίδια άλφα υψηλής ενέργειας που εκπέμπονται από το πολώνιο-210 χτυπούσαν ορισμένα ελαφρά στοιχεία, ιδιαίτερα το βηρύλλιο ή το λίθιο, παρήχθη ακτινοβολία με ασυνήθιστα υψηλή διεισδυτική ισχύ. Αρχικά θεωρήθηκε ότι επρόκειτο για ακτινοβολία γάμμα, αλλά αποδείχθηκε ότι έχει πολύ μεγαλύτερη διεισδυτική ισχύ από όλες τις γνωστές ακτίνες γάμμα και τα αποτελέσματα του πειράματος δεν μπορούν να ερμηνευθούν με αυτόν τον τρόπο. Σημαντική συνεισφορά έγινε το 1932 από την Irene και τον Frédéric Joliot-Curie. Έδειξαν ότι εάν αυτή η άγνωστη ακτινοβολία χτυπήσει παραφίνη ή οποιαδήποτε άλλη ένωση πλούσια σε υδρογόνο, παράγονται πρωτόνια υψηλής ενέργειας. Αυτό από μόνο του δεν αντέβαινε σε τίποτα, αλλά τα αριθμητικά αποτελέσματα οδήγησαν σε ασυνέπειες στη θεωρία. Αργότερα το ίδιο έτος, 1932, ο Άγγλος φυσικός Τζέιμς Τσάντγουικ διεξήγαγε μια σειρά πειραμάτων στα οποία έδειξε ότι η υπόθεση των ακτίνων γάμμα ήταν αβάσιμη. Πρότεινε ότι αυτή η ακτινοβολία αποτελούνταν από αφόρτιστα σωματίδια με μάζα κοντά στη μάζα ενός πρωτονίου και διεξήγαγε μια σειρά πειραμάτων που επιβεβαίωσαν αυτή την υπόθεση. Αυτά τα αφόρτιστα σωματίδια ονομάζονταν νετρόνια, από τη λατινική ρίζα ουδέτερη και το συνηθισμένο επίθημα για τα σωματίδια, on. Το ίδιο 1932, ο D. D. Ivanenko και στη συνέχεια ο W. Heisenberg πρότειναν ότι ο ατομικός πυρήνας αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια.

Τζέιμς Τσάντγουικ

Ο Άγγλος φυσικός Τζέιμς Τσάντγουικ γεννήθηκε στο Μπόλινγκτον, κοντά στο Μάντσεστερ. Ήταν το μεγαλύτερο από τα τέσσερα παιδιά του John Joseph Chadwick, ιδιοκτήτη πλυντηρίου, και της Ann Mary (Knowles) Chadwick. Μετά την αποφοίτησή του από ένα τοπικό δημοτικό σχολείο, εισήλθε στο Δημοτικό Λύκειο του Μάντσεστερ, όπου διέπρεψε στα μαθηματικά. Το 1908, ο Τσάντγουικ μπήκε στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, σκοπεύοντας να σπουδάσει μαθηματικά, αλλά λόγω παρεξήγησης του πήρε συνέντευξη για φυσική. Πολύ σεμνός για να επισημάνει ένα λάθος, άκουσε προσεκτικά τις ερωτήσεις που του έκαναν και αποφάσισε να αλλάξει την ειδικότητά του. Τρία χρόνια αργότερα αποφοίτησε από το πανεπιστήμιο με άριστα στη φυσική.

Το 1911, ο Chadwick ξεκίνησε μεταπτυχιακές εργασίες υπό την επίβλεψη του Ernest Rutherford στο φυσικό εργαστήριο στο Μάντσεστερ. Ήταν εκείνη τη στιγμή που τα πειράματα για τη διασπορά σωματιδίων άλφα (τα οποία θεωρούνταν φορτισμένα άτομα ηλίου) πέρασαν μέσα από ένα λεπτό μεταλλικό φύλλο οδήγησαν τον Ράδερφορντ να προτείνει ότι ολόκληρη η μάζα ενός ατόμου ήταν συγκεντρωμένη σε έναν πυκνό, θετικά φορτισμένο πυρήνα που περιβάλλεται από αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια, τα οποία, όπως είναι γνωστό, έχουν σχετικά μικρή μάζα. Ο Τσάντγουικ πήρε το μεταπτυχιακό του από το Μάντσεστερ το 1913 και την ίδια χρονιά, έχοντας κερδίσει μια υποτροφία, πήγε στη Γερμανία για να σπουδάσει ραδιενέργεια υπό τον Χανς Γκάιγκερ (πρώην βοηθός του Ράδερφορντ) στο Κρατικό Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας του Βερολίνου. Όταν ξεκίνησε ο Πρώτος Παγκόσμιος Πόλεμος το 1914, ο Chadwick φυλακίστηκε ως Άγγλος πολίτης και πέρασε περισσότερα από 4 χρόνια σε ένα στρατόπεδο πολιτών στο Ruhleben. Αν και ο Τσάντγουικ υπέφερε από σκληρές συνθήκες που υπονόμευαν την υγεία του, συμμετείχε στην επιστημονική εταιρεία που δημιούργησαν οι συνάδελφοί του. Οι δραστηριότητες της ομάδας έλαβαν υποστήριξη από ορισμένους Γερμανούς επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένου του Walter Nernst, τον οποίο ο Chadwick συνάντησε ενώ ήταν φυλακισμένος.

Η ανακάλυψη του Τσάντγουικ

σωματίδιο νετρονίων chadwick alpha

Ο Τσάντγουικ επέστρεψε στο Μάντσεστερ το 1919. Λίγο πριν από αυτό, ο Ράδερφορντ είχε ανακαλύψει ότι ο βομβαρδισμός με σωματίδια άλφα (τα οποία τώρα θεωρούνταν πυρήνες ηλίου) θα μπορούσε να προκαλέσει τη διάσπαση του ατόμου του αζώτου σε ελαφρύτερους πυρήνες άλλων στοιχείων. Λίγους μήνες αργότερα, ο Ράδερφορντ επιλέχθηκε ως διευθυντής του Εργαστηρίου Κάβεντις στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και κάλεσε τον Τσάντγουικ να τον ακολουθήσει. Ο Chadwick έλαβε υποτροφία Wolleston στο Gonville and Caius College του Cambridge και ήταν σε θέση να συνεργαστεί με τον Rutherford για να συνεχίσει τα πειράματα με τα σωματίδια άλφα. Βρήκαν ότι οι βομβαρδιστικοί πυρήνες παρήγαγαν συχνά αυτό που φαινόταν να είναι πυρήνες υδρογόνου, το ελαφρύτερο από τα στοιχεία. Ο πυρήνας του υδρογόνου έφερε θετικό φορτίο ίσο σε μέγεθος με το αρνητικό φορτίο του αντίστοιχου ηλεκτρονίου, αλλά είχε μάζα περίπου 2 χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου. Ο Ράδερφορντ αργότερα το ονόμασε πρωτόνιο. Έγινε σαφές ότι το άτομο στο σύνολό του ήταν ηλεκτρικά ουδέτερο, αφού ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα του ήταν ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που περιέβαλλαν τον πυρήνα. Ωστόσο, αυτός ο αριθμός πρωτονίων δεν συμφωνούσε με τη μάζα των ατόμων, με εξαίρεση την απλούστερη περίπτωση υδρογόνου. Για να επιλύσει αυτή την ασυμφωνία, ο Ράδερφορντ πρότεινε το 1920 την ιδέα ότι οι πυρήνες θα μπορούσαν να περιέχουν ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια, τα οποία αργότερα ονόμασε νετρόνια, που σχηματίστηκαν από το συνδυασμό ενός ηλεκτρονίου και ενός πρωτονίου. Η αντίθετη άποψη ήταν ότι τα άτομα περιέχουν ηλεκτρόνια τόσο έξω όσο και μέσα στον πυρήνα και ότι το αρνητικό φορτίο των πυρηνικών ηλεκτρονίων απλώς ακυρώνει μέρος του φορτίου των πρωτονίων. Τότε τα πρωτόνια του πυρήνα θα συνεισφέρουν πλήρως στη συνολική μάζα του ατόμου και το συνολικό τους φορτίο θα ήταν ακριβώς αρκετό για να εξουδετερώσει το φορτίο των ηλεκτρονίων που περιβάλλουν τον πυρήνα. Αν και η πρόταση του Rutherford ότι υπήρχε ένα ουδέτερο σωματίδιο έγινε σεβαστή, δεν υπήρχε ακόμα πειραματική επιβεβαίωση αυτής της ιδέας.

Ο Τσάντγουικ έλαβε το διδακτορικό του στη φυσική από το Κέιμπριτζ το 1921 και εξελέγη στο ακαδημαϊκό συμβούλιο του Κολλεγίου Gonville και Caius. Δύο χρόνια αργότερα έγινε αναπληρωτής διευθυντής του εργαστηρίου Cavendish. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 20. ερεύνησε τέτοια ατομικά φαινόμενα όπως η τεχνητή διάσπαση πυρήνων ελαφρών στοιχείων υπό βομβαρδισμό από σωματίδια άλφα και η αυθόρμητη εκπομπή σωματιδίων βήτα (ηλεκτρόνια). Κατά τη διάρκεια αυτής της εργασίας, αναλογίστηκε πώς θα μπορούσε να επιβεβαιωθεί η ύπαρξη του ουδέτερου σωματιδίου Rutherford, αλλά η αποφασιστική έρευνα που το κατέστησε δυνατό πραγματοποιήθηκε στη Γερμανία και τη Γαλλία.

Το 1930, οι γερμανοί φυσικοί Walter Bothe και Hans Becker ανακάλυψαν ότι ο βομβαρδισμός ορισμένων ελαφρών στοιχείων με σωματίδια άλφα παρήγαγε ακτινοβολία με ειδική διεισδυτική δύναμη, την οποία παρεξήγαγαν ως ακτίνες γάμμα. Οι ακτίνες γάμμα έγιναν αρχικά γνωστές ως ακτινοβολία που παράγεται από ραδιενεργούς πυρήνες. Είχαν μεγαλύτερη διεισδυτική ισχύ από τις ακτίνες Χ επειδή είχαν μικρότερο μήκος κύματος. Ωστόσο, ορισμένα από τα αποτελέσματα ήταν αινιγματικά, ειδικά όταν το βηρύλλιο χρησιμοποιήθηκε ως στόχος βομβαρδισμού. Σε αυτή την περίπτωση, η ακτινοβολία προς την κατεύθυνση της κίνησης της προσπίπτουσας ροής των σωματιδίων άλφα είχε μεγαλύτερη διεισδυτική ισχύ από την αντίστροφη ακτινοβολία. Ο Chadwick πρότεινε ότι το βηρύλλιο εκπέμπει ένα ρεύμα ουδέτερων σωματιδίων αντί για ακτίνες γάμμα. Το 1932, οι Γάλλοι φυσικοί Frederic Joliot και Irene Joliot-Curie, μελετώντας τη διεισδυτική ικανότητα της ακτινοβολίας βηρυλλίου, τοποθέτησαν διάφορα απορροφητικά υλικά μεταξύ του βομβαρδισμένου βηρυλλίου και του θαλάμου ιονισμού, ο οποίος χρησίμευε ως καταγραφέας ακτινοβολίας. Όταν χρησιμοποίησαν παραφίνη (ουσία πλούσια σε υδρογόνο) ως απορροφητή, διαπίστωσαν αύξηση, όχι μείωση, στην ακτινοβολία που εξέρχεται από την παραφίνη. Το τεστ τους οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η αύξηση της ακτινοβολίας οφειλόταν στα πρωτόνια (πυρήνες υδρογόνου) που εξοντώθηκαν από την παραφίνη λόγω της διεισδυτικής ακτινοβολίας. Πρότειναν ότι τα πρωτόνια εξοντώθηκαν από συγκρούσεις με κβάντα (διακριτές μονάδες ενέργειας) ασυνήθιστα ισχυρών ακτίνων γάμμα, όπως ακριβώς τα ηλεκτρόνια εξοντώθηκαν από τις ακτίνες Χ (το φαινόμενο Compton) σε ένα πείραμα που πρωτοστάτησε ο Arthur H. Compton.

Ο Chadwick επανέλαβε γρήγορα και επέκτεινε το πείραμα που πραγματοποίησε το ζευγάρι των Γάλλων και διαπίστωσε ότι μια παχιά πλάκα μολύβδου δεν είχε καμία αξιοσημείωτη επίδραση στην ακτινοβολία του βηρυλλίου, χωρίς να την εξασθενίσει ή να δημιουργήσει δευτερεύουσα ακτινοβολία, κάτι που υποδηλώνει την υψηλή διεισδυτική του ισχύ. Ωστόσο, η παραφίνη έδωσε και πάλι μια επιπλέον ροή γρήγορων πρωτονίων. Ο Τσάντγουικ έκανε μια δοκιμή που επιβεβαίωσε ότι αυτά ήταν όντως πρωτόνια και προσδιόρισε την ενέργειά τους. Στη συνέχεια έδειξε ότι από όλες τις ενδείξεις ήταν εξαιρετικά απίθανο οι συγκρούσεις των σωματιδίων άλφα με το βηρύλλιο να παράγουν ακτίνες γάμμα με αρκετή ενέργεια για να εκτινάξουν τα πρωτόνια από την παραφίνη με τέτοιο ρυθμό. Έτσι, εγκατέλειψε την ιδέα των ακτίνων γάμμα και επικεντρώθηκε στην υπόθεση των νετρονίων. Έχοντας αποδεχτεί την ύπαρξη του νετρονίου, έδειξε ότι ως αποτέλεσμα της σύλληψης ενός σωματιδίου άλφα από έναν πυρήνα βηρυλλίου, μπορεί να σχηματιστεί ο πυρήνας του στοιχείου άνθρακα και να απελευθερωθεί ένα νετρόνιο. Έκανε το ίδιο με το βόριο, ένα άλλο στοιχείο που παρήγαγε διεισδυτική ακτινοβολία όταν βομβαρδίστηκε με ακτίνες άλφα. Ένα σωματίδιο άλφα και ένας πυρήνας βορίου συνδυάζονται για να σχηματίσουν έναν πυρήνα αζώτου και ένα νετρόνιο. Η υψηλή ικανότητα διείσδυσης της ροής νετρονίων προκύπτει επειδή το νετρόνιο δεν έχει φορτίο και, επομένως, όταν κινείται σε μια ουσία, δεν επηρεάζεται από τα ηλεκτρικά πεδία των ατόμων, αλλά αλληλεπιδρά με τους πυρήνες μόνο σε άμεσες συγκρούσεις. Ένα νετρόνιο απαιτεί επίσης λιγότερη ενέργεια από μια ακτίνα γάμμα για να εκτοξεύσει ένα πρωτόνιο, καθώς έχει μεγαλύτερη ορμή από ένα κβάντο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας της ίδιας ενέργειας. Το γεγονός ότι η ακτινοβολία βηρυλλίου στην προς τα εμπρός κατεύθυνση αποδεικνύεται πιο διεισδυτική μπορεί να συσχετιστεί με την προτιμώμενη ακτινοβολία νετρονίων προς την κατεύθυνση του παλμού της προσπίπτουσας ροής των σωματιδίων άλφα.

Ο Τσάντγουικ επιβεβαίωσε επίσης την υπόθεση του Ράδερφορντ ότι η μάζα ενός νετρονίου πρέπει να είναι ίση με τη μάζα ενός πρωτονίου αναλύοντας την ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ νετρονίων και πρωτονίων που εξοντώθηκαν από την ύλη, σαν να μιλούσαμε για τη σύγκρουση μπάλες του μπιλιάρδου. Η ανταλλαγή ενέργειας είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική αφού οι μάζες τους είναι σχεδόν οι ίδιες. Ανέλυσε επίσης τα ίχνη των ατόμων αζώτου που χτυπήθηκαν από νετρόνια σε έναν θάλαμο συμπύκνωσης, ένα όργανο που εφευρέθηκε από τον C.T.R. Wilson. Ο ατμός στο θάλαμο συμπύκνωσης συμπυκνώνεται κατά μήκος της ηλεκτρισμένης διαδρομής, ο οποίος αφήνεται από το ιονίζον σωματίδιο όταν αλληλεπιδρά με τα μόρια ατμού. Η διαδρομή είναι ορατή, αν και το ίδιο το σωματίδιο είναι αόρατο. Δεδομένου ότι το νετρόνιο δεν ιονίζεται άμεσα, το ίχνος του δεν είναι ορατό. Ο Τσάντγουικ έπρεπε να καθορίσει τις ιδιότητες του νετρονίου από την τροχιά που έμεινε μετά από μια σύγκρουση με ένα άτομο αζώτου. Αποδείχθηκε ότι η μάζα ενός νετρονίου είναι 1,1% μεγαλύτερη από τη μάζα ενός πρωτονίου.

Τα πειράματα και οι υπολογισμοί που έγιναν από άλλους φυσικούς επιβεβαίωσαν τα ευρήματα του Chadwick και η ύπαρξη του νετρονίου έγινε γρήγορα αποδεκτή. Λίγο αργότερα, ο Werner Heisenberg έδειξε ότι το νετρόνιο δεν μπορεί να είναι ένα μείγμα πρωτονίου και ηλεκτρονίου, αλλά είναι ένα αφόρτιστο πυρηνικό σωματίδιο - το τρίτο υποατομικό ή στοιχειώδες σωματίδιο που ανακαλύφθηκε. Η απόδειξη του Chadwick για την ύπαρξη του νετρονίου το 1932 άλλαξε ριζικά την εικόνα του ατόμου και άνοιξε το δρόμο για περαιτέρω ανακαλύψεις στη φυσική. Το νετρόνιο είχε επίσης πρακτική χρήση ως καταστροφέας ατόμων: σε αντίθεση με ένα θετικά φορτισμένο πρωτόνιο, δεν απωθείται όταν πλησιάζει τον πυρήνα.

Ομολογία

«Για την ανακάλυψή του για το νετρόνιο», ο Τσάντγουικ τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσικής το 1935. «Η ύπαρξη του νετρονίου έχει αποδειχθεί πλήρως», είπε ο Hans Pleyel της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών στην ομιλία αποδοχής του, «οδηγώντας σε μια νέα έννοια της ατομικής δομής που ταιριάζει καλύτερα στην κατανομή της ενέργειας στους ατομικούς πυρήνες. Έγινε προφανές ότι το νετρόνιο αποτελεί ένα από τα δομικά στοιχεία από τα οποία αποτελούνται τα άτομα και τα μόρια, και επομένως ολόκληρο το υλικό Σύμπαν».

Ο Τσάντγουικ μετακόμισε στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ το 1935 για να ιδρύσει ένα νέο κέντρο έρευνας πυρηνικής φυσικής. Στο Λίβερπουλ, επέβλεψε τον εκσυγχρονισμό του πανεπιστημιακού εξοπλισμού και επέβλεψε την κατασκευή ενός κυκλοτρονίου - μιας εγκατάστασης για την επιτάχυνση φορτισμένων σωματιδίων. Όταν ξεκίνησε ο Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος το 1939, η βρετανική κυβέρνηση ρώτησε τον Τσάντγουικ αν ήταν δυνατή μια πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση και άρχισε να χρησιμοποιεί το κυκλότρον του Λίβερπουλ για να διερευνήσει αυτή την πιθανότητα. Το επόμενο έτος εντάχθηκε στην επιτροπή Mod, μια μικρή επιλεγμένη ομάδα επιφανών Βρετανών επιστημόνων που έβγαλαν αισιόδοξα συμπεράσματα για την ικανότητα της Βρετανίας να κατασκευάσει μια ατομική βόμβα και έγινε συντονιστής πειραματικών προγραμμάτων ατομικών όπλων στο Λίβερπουλ, το Κέιμπριτζ και το Μπρίστολ. Στη συνέχεια, ωστόσο, η Βρετανία αποφάσισε να ενταχθεί στο αμερικανικό πρόγραμμα πυρηνικών όπλων και έστειλε πυρηνικούς επιστήμονές της στις Ηνωμένες Πολιτείες. Από το 1943 έως το 1945, ο Chadwick συντόνισε τις προσπάθειες Βρετανών επιστημόνων που εργάζονταν στο Manhattan Project (ένα μυστικό πρόγραμμα για τη δημιουργία ατομικής βόμβας).

Ο Chadwick επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ το 1946. Δύο χρόνια αργότερα αποσύρθηκε από την ενεργό επιστημονική εργασία και έγινε επικεφαλής του Gonville and Caius College. Το 1958 μετακόμισε στη Βόρεια Ουαλία με τη σύζυγό του Eileen, πριν παντρευτεί τη Stewart-Brown, την οποία παντρεύτηκε το 1925. Επέστρεψαν στο Cambridge το 1969 για να είναι πιο κοντά στις δίδυμες κόρες τους. Ο Τσάντγουικ πέθανε 5 χρόνια αργότερα στο Κέιμπριτζ.

Εκτός από το βραβείο Νόμπελ, ο Chadwick έλαβε το μετάλλιο Hughes (1932) και το μετάλλιο Copley (1950) της Βασιλικής Εταιρείας, το Μετάλλιο Αξίας της Κυβέρνησης των ΗΠΑ (1946), το Μετάλλιο Franklin του Ινστιτούτου Franklin (1951) και το μετάλλιο Guthrie του Ινστιτούτου Φυσικής στο Λονδίνο (1967). Εξευγενισμένος το 1945, κατείχε τιμητικούς τίτλους από εννέα βρετανικά πανεπιστήμια και ήταν μέλος πολλών επιστημονικών εταιρειών και ακαδημιών στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες.

Μεταχειρισμένα βιβλία

1.http://ru.wikipedia.org

2. http://hirosima.scepsis.ru

Δημοσιεύτηκε στο Allbest.ru

Παρόμοια έγγραφα

Ανάπτυξη της φυσικής του εικοστού αιώνα. Πειράματα από τον Rikke για τον έλεγχο της μη ατομικής φύσης του ρεύματος στα μέταλλα, τον Perrin για τον προσδιορισμό της μάζας των μορίων. Τα πειράματα του E. Rutherford για τη σκέδαση σωματιδίων άλφα σε άτομα βαρέων στοιχείων. Ανακάλυψη υπεραγωγιμότητας και υπερρευστότητας.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 01/10/2014


Ένα στοιχειώδες σωματίδιο είναι ένα σωματίδιο χωρίς εσωτερική δομή, δηλαδή που δεν περιέχει άλλα σωματίδια. Ταξινόμηση στοιχειωδών σωματιδίων, σύμβολα και μάζα τους. Χρωματική φόρτιση και η αρχή Pauli. Τα φερμιόνια ως τα βασικά συστατικά σωματίδια όλης της ύλης, οι τύποι τους.

παρουσίαση, προστέθηκε 27/05/2012


Ιδιότητες όλων των στοιχειωδών σωματιδίων. Η σύνδεση μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων στους ατομικούς πυρήνες. Ταξινόμηση στοιχειωδών σωματιδίων. Το μέγεθος της διαφοράς μεταξύ των μαζών ενός νετρονίου και ενός πρωτονίου. Βαρυτικές αλληλεπιδράσεις νετρονίων. Πειραματική τιμή της διάρκειας ζωής του μιονίου.

περίληψη, προστέθηκε 20/12/2011


Ένα σύντομο σκίτσο της ζωής, της προσωπικής και δημιουργικής εξέλιξης του μεγάλου Άγγλου φυσικού Michael Faraday. Η έρευνα του Faraday στον τομέα του ηλεκτρομαγνητισμού και η ανακάλυψη του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, διατύπωση του νόμου. Πειράματα με τον ηλεκτρισμό.

περίληψη, προστέθηκε 23/04/2009


Η εμπειρία του Ράδερφορντ. Μελέτη της δομής του ατόμου. Μέτρηση διαφορικής διατομής. Σύνθεση του ατομικού πυρήνα. Μέθοδοι μέτρησης του μεγέθους των πυρήνων και της κατανομής της μάζας σε αυτούς. Χαρακτηριστικά πρωτονίου, νετρονίου, ηλεκτρονίου. Φύση τανυστή της αλληλεπίδρασης νουκλεονίων.

παρουσίαση, προστέθηκε 21/06/2016


Χαρακτηριστικά ανιχνευτών εκκένωσης αερίων πυρηνικής ακτινοβολίας (θάλαμοι ιονισμού, αναλογικοί μετρητές, μετρητές Geiger-Muller). Φυσική διεργασιών που συμβαίνουν σε μετρητές κατά την καταγραφή πυρηνικών σωματιδίων. Ανάλυση της λειτουργίας του μετρητή Geiger-Muller.

εργαστηριακές εργασίες, προστέθηκε 24/11/2010


Θεμελιώδεις φυσικές αλληλεπιδράσεις. Βαρύτητα. Ηλεκτρομαγνητισμός. Αδύναμη αλληλεπίδραση. Το πρόβλημα της ενότητας της φυσικής. Ταξινόμηση στοιχειωδών σωματιδίων. Χαρακτηριστικά των υποατομικών σωματιδίων. Λεπτόνια. Αδρόνια. Τα σωματίδια είναι φορείς αλληλεπιδράσεων.

διατριβή, προστέθηκε 02/05/2003


Το πλάτος της σκέδασης νετρονίων σε ένα πυρηνικό μέσο, ​​οι δείκτες διάθλασής του. Εξάρτηση πόλωσης και γωνίας περιστροφής από την απόσταση που διανύει η δέσμη νετρονίων. Ενέργεια νετρονίων σε πυρηνικό περιβάλλον. Λήψη έκφρασης για το πυρηνικό ψευδομαγνητικό πεδίο.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 23/07/2010


Ο σχηματισμός ηλεκτρικού ρεύματος, η ύπαρξη, η κίνηση και η αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων. Η θεωρία της εμφάνισης του ηλεκτρισμού όταν δύο ανόμοια μέταλλα έρχονται σε επαφή, η δημιουργία πηγής ηλεκτρικού ρεύματος, η μελέτη της δράσης του ηλεκτρικού ρεύματος.

παρουσίαση, προστέθηκε 28/01/2011


Η πορεία της ζωής του Ισαάκ Νεύτωνα - Άγγλος μαθηματικός, φυσικός και αστρονόμος. Εκπαίδευση και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Cambridge. Πειράματα στην οπτική, εφεύρεση του ανακλαστικού τηλεσκοπίου. Ανακαλύψεις στον τομέα της μηχανικής και των μαθηματικών.

Όταν το βηρύλλιο βομβαρδίζεται με σωματίδια α που εκπέμπονται από το ραδιενεργό πολώνιο, προκύπτει ισχυρή διεισδυτική ακτινοβολία που μπορεί να ξεπεράσει ένα τέτοιο εμπόδιο όπως ένα στρώμα μολύβδου πάχους 10-20 εκ. Αυτή η ακτινοβολία παρατηρήθηκε σχεδόν ταυτόχρονα με το Chadwick από τους συζύγους Joliot-Curie, Irene και Frederic (η Ειρήνη είναι κόρη της Marie και του Pierre Curie), αλλά υπέθεσαν ότι αυτές ήταν ακτίνες γ υψηλής ενέργειας. Ανακάλυψαν ότι εάν μια πλάκα παραφίνης τοποθετηθεί στη διαδρομή της ακτινοβολίας βηρυλλίου, η ικανότητα ιονισμού αυτής της ακτινοβολίας αυξάνεται απότομα. Απέδειξαν ότι η ακτινοβολία βηρυλλίου καταστρέφει τα πρωτόνια από την παραφίνη, τα οποία υπάρχουν σε μεγάλες ποσότητες σε αυτή την ουσία που περιέχει υδρογόνο. Με βάση την ελεύθερη διαδρομή των πρωτονίων στον αέρα, υπολόγισαν την ενέργεια των γ-κβαντών ικανών να προσδώσουν την απαιτούμενη ταχύτητα στα πρωτόνια κατά τη διάρκεια μιας σύγκρουσης. Αποδείχθηκε τεράστιο - περίπου 50 MeV.

Στα πειράματά του, ο J. Chadwick παρατήρησε σε έναν θάλαμο νεφών τα ίχνη των πυρήνων αζώτου που είχαν συγκρουσθεί με την ακτινοβολία βηρυλλίου. Με βάση αυτά τα πειράματα, έκανε μια εκτίμηση της ενέργειας του γ-κβαντικού ικανού να μεταδώσει την ταχύτητα που παρατηρήθηκε στο πείραμα στους πυρήνες του αζώτου. Αποδείχτηκε 100-150 MeV. Τα γ κβάντα που εκπέμπονται από το βηρύλλιο δεν θα μπορούσαν να έχουν τόσο τεράστια ενέργεια. Σε αυτή τη βάση, ο Chadwick κατέληξε στο συμπέρασμα ότι δεν είναι κβάντα γ χωρίς μάζα που εκπέμπονται από το βηρύλλιο υπό την επίδραση των σωματιδίων α, αλλά μάλλον βαριά σωματίδια. Δεδομένου ότι αυτά τα σωματίδια ήταν εξαιρετικά διεισδυτικά και δεν ιονίζανε απευθείας το αέριο στον μετρητή Geiger, ήταν επομένως ηλεκτρικά ουδέτερα. Αυτό απέδειξε την ύπαρξη του νετρονίου, ενός σωματιδίου που είχε προβλέψει ο Ράδερφορντ περισσότερα από 10 χρόνια πριν από τα πειράματα του Τσάντγουικ.

Το υδρογόνο, ένα στοιχείο που έχει την απλούστερη δομή. Έχει θετικό φορτίο και σχεδόν απεριόριστη διάρκεια ζωής. Είναι το πιο σταθερό σωματίδιο στο Σύμπαν. Τα πρωτόνια που παράγονται από τη Μεγάλη Έκρηξη δεν έχουν ακόμη διασπαστεί. Η μάζα πρωτονίων είναι 1,627*10-27 kg ή 938,272 eV. Πιο συχνά αυτή η τιμή εκφράζεται σε ηλεκτρονβολτ.

Το πρωτόνιο ανακαλύφθηκε από τον «πατέρα» της πυρηνικής φυσικής, Έρνεστ Ράδερφορντ. Έθεσε την υπόθεση ότι οι πυρήνες των ατόμων όλων των χημικών στοιχείων αποτελούνται από πρωτόνια, αφού η μάζα τους υπερβαίνει τον πυρήνα ενός ατόμου υδρογόνου κατά ακέραιο αριθμό φορές. Ο Ράδερφορντ έκανε ένα ενδιαφέρον πείραμα. Εκείνη την εποχή είχε ήδη ανακαλυφθεί η φυσική ραδιενέργεια ορισμένων στοιχείων. Χρησιμοποιώντας ακτινοβολία άλφα (τα σωματίδια άλφα είναι πυρήνες ηλίου υψηλής ενέργειας), ο επιστήμονας ακτινοβολούσε άτομα αζώτου. Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης, ένα σωματίδιο πέταξε έξω. Ο Ράδερφορντ πρότεινε ότι ήταν πρωτόνιο. Περαιτέρω πειράματα σε θάλαμο με φυσαλίδες Wilson επιβεβαίωσαν την υπόθεσή του. Έτσι, το 1913, ανακαλύφθηκε ένα νέο σωματίδιο, αλλά η υπόθεση του Ράδερφορντ για τη σύνθεση του πυρήνα αποδείχθηκε αβάσιμη.

Ανακάλυψη του νετρονίου

Ο μεγάλος επιστήμονας βρήκε ένα λάθος στους υπολογισμούς του και υπέβαλε μια υπόθεση για την ύπαρξη ενός άλλου σωματιδίου που είναι μέρος του πυρήνα και έχει σχεδόν την ίδια μάζα με ένα πρωτόνιο. Πειραματικά, δεν μπόρεσε να το εντοπίσει.

Αυτό έγινε το 1932 από τον Άγγλο επιστήμονα Τζέιμς Τσάντγουικ. Διεξήγαγε ένα πείραμα στο οποίο βομβάρδισε άτομα βηρυλλίου με σωματίδια άλφα υψηλής ενέργειας. Ως αποτέλεσμα της πυρηνικής αντίδρασης, ένα σωματίδιο εκπέμπεται από τον πυρήνα του βηρυλλίου, που αργότερα ονομάστηκε νετρόνιο. Για την ανακάλυψή του, ο Chadwick έλαβε το βραβείο Νόμπελ τρία χρόνια αργότερα.

Η μάζα ενός νετρονίου διαφέρει πραγματικά ελάχιστα από τη μάζα ενός πρωτονίου (1.622 * 10-27 kg), αλλά αυτό το σωματίδιο δεν έχει φορτίο. Υπό αυτή την έννοια, είναι ουδέτερο και ταυτόχρονα ικανό να προκαλέσει σχάση βαρέων πυρήνων. Λόγω της έλλειψης φορτίου, ένα νετρόνιο μπορεί εύκολα να περάσει μέσα από το υψηλό φράγμα δυναμικού Coulomb και να διεισδύσει στη δομή του πυρήνα.

Το πρωτόνιο και το νετρόνιο έχουν κβαντικές ιδιότητες (μπορούν να εμφανίσουν τις ιδιότητες των σωματιδίων και των κυμάτων). Η ακτινοβολία νετρονίων χρησιμοποιείται για ιατρικούς σκοπούς. Η υψηλή διεισδυτική ικανότητα επιτρέπει σε αυτή την ακτινοβολία να ιονίζει τους όγκους σε βάθος και άλλους κακοήθεις σχηματισμούς και να τους ανιχνεύει. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια των σωματιδίων είναι σχετικά χαμηλή.

Το νετρόνιο, σε αντίθεση με το πρωτόνιο, είναι ένα ασταθές σωματίδιο. Η διάρκεια ζωής του είναι περίπου 900 δευτερόλεπτα. Διασπάται σε ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα νετρίνο ηλεκτρονίων.

Το 1920, ο Rutherford υπέθεσε την ύπαρξη ενός ουδέτερου στοιχειώδους σωματιδίου που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της συγχώνευσης ενός ηλεκτρονίου και ενός πρωτονίου. Για τη διεξαγωγή πειραμάτων για την ανίχνευση αυτού του σωματιδίου στη δεκαετία του '30, ο J. Chadwick προσκλήθηκε στο εργαστήριο Cavendish. Τα πειράματα έγιναν για πολλά χρόνια. Χρησιμοποιώντας μια ηλεκτρική εκκένωση μέσω του υδρογόνου, παρήχθησαν ελεύθερα πρωτόνια, τα οποία βομβάρδιζαν τους πυρήνες διαφόρων στοιχείων. Ο υπολογισμός ήταν ότι θα ήταν δυνατό να εκτιναχθεί το επιθυμητό σωματίδιο από τον πυρήνα και να το καταστρέψει, και έμμεσα να καταγραφούν οι πράξεις του χτυπήματος από τα ίχνη της διάσπασης πρωτονίων και ηλεκτρονίων.

Το 1930, ο Bothe και ο Becker ακτινοβολήθηκαν ένα- σωματίδια βηρυλλίου ανακάλυψαν ακτινοβολία τεράστιας διεισδυτικής ισχύος. Άγνωστες ακτίνες περνούσαν από μόλυβδο, σκυρόδεμα, άμμο κ.λπ. Αρχικά θεωρήθηκε ότι επρόκειτο για σκληρή ακτινοβολία ακτίνων Χ. Αλλά αυτή η υπόθεση δεν άντεξε σε κριτική. Κατά την παρατήρηση σπάνιων πράξεων σύγκρουσης με πυρήνες, οι τελευταίοι έλαβαν τόσο μεγάλη επιστροφή που για να το εξηγήσουμε ήταν απαραίτητο να υποθέσουμε μια ασυνήθιστα υψηλή ενέργεια φωτονίων ακτίνων Χ.

Ο Chadwick αποφάσισε ότι στα πειράματα του Bothe και του Becker, τα ουδέτερα σωματίδια που προσπαθούσε να ανιχνεύσει πέταξαν έξω από το βηρύλλιο. Επανέλαβε τα πειράματα, ελπίζοντας να ανιχνεύσει διαρροές ουδέτερων σωματιδίων, αλλά χωρίς αποτέλεσμα. Δεν βρέθηκαν ίχνη. Άφησε στην άκρη τα πειράματά του.

Η αποφασιστική ώθηση για την επανέναρξη των πειραμάτων του ήταν η εργασία που δημοσιεύτηκε από την Irène και τον Frédéric Joliot-Curie σχετικά με την ικανότητα της ακτινοβολίας βηρυλλίου να εκτινάξει πρωτόνια από την παραφίνη (Ιανουάριος 1932). Λαμβάνοντας υπόψη τα αποτελέσματα του Joliot-Curie, τροποποίησε τα πειράματα των Bothe και Becker. Το διάγραμμα της νέας του εγκατάστασης φαίνεται στο Σχήμα 30. Η ακτινοβολία βηρυλλίου παρήχθη με σκέδαση ένα- σωματίδια σε μια πλάκα βηρυλλίου. Ένα μπλοκ παραφίνης τοποθετήθηκε στη διαδρομή ακτινοβολίας. Ανακαλύφθηκε ότι η ακτινοβολία βγάζει τα πρωτόνια από την παραφίνη.

Τώρα γνωρίζουμε ότι η ακτινοβολία από το βηρύλλιο είναι ένα ρεύμα νετρονίων. Η μάζα τους είναι σχεδόν ίση με τη μάζα ενός πρωτονίου, έτσι τα νετρόνια μεταφέρουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς τους σε πρωτόνια που πετούν προς τα εμπρός 5,3 MeV. Ο Chadwick απέρριψε αμέσως την πιθανότητα να εξηγήσει το knock-out των πρωτονίων από το φαινόμενο Compton, αφού σε αυτή την περίπτωση ήταν απαραίτητο να υποθέσουμε ότι τα φωτόνια που διασκορπίστηκαν στα πρωτόνια είχαν τεράστια ενέργεια περίπου 50 MeV(εκείνη την εποχή οι πηγές τέτοιων φωτονίων υψηλής ενέργειας δεν ήταν γνωστές). Επομένως, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η παρατηρούμενη αλληλεπίδραση συμβαίνει σύμφωνα με το σχήμα
Αντίδραση Joliot-Curie (2)

Σε αυτό το πείραμα, όχι μόνο παρατηρήθηκαν ελεύθερα νετρόνια για πρώτη φορά, ήταν επίσης ο πρώτος πυρηνικός μετασχηματισμός - η παραγωγή άνθρακα από τη σύντηξη ηλίου και βηρυλλίου.

Εργασία 1.Στο πείραμα του Chadwick, τα πρωτόνια που αποκόπηκαν από την παραφίνη είχαν την ενέργεια 5,3 MeV. Δείξτε ότι για να αποκτήσουν τα πρωτόνια τέτοια ενέργεια κατά τη σκέδαση φωτονίων, είναι απαραίτητο τα φωτόνια να έχουν ενέργεια 50 MeV.

Αφού ανακαλύφθηκε ότι οι ουσίες αποτελούνται από μόρια, και αυτές με τη σειρά τους - από άτομα, οι φυσικοί ήρθαν αντιμέτωποι με ένα νέο ερώτημα. Ήταν απαραίτητο να καθοριστεί η δομή των ατόμων - από τι αποτελούνται. Τη λύση σε αυτό το δύσκολο πρόβλημα ανέλαβαν και οι μαθητές του. Ανακάλυψαν το πρωτόνιο και το νετρόνιο στις αρχές του περασμένου αιώνα

Ο E. Rutherford είχε ήδη υποθέσεις ότι ένα άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα και ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω του με τεράστια ταχύτητα. Αλλά από τι αποτελείται ο πυρήνας ενός ατόμου δεν ήταν απολύτως σαφές. Ο E. Rutherford πρότεινε την υπόθεση ότι ο ατομικός πυρήνας οποιουδήποτε χημικού στοιχείου πρέπει να περιέχει έναν πυρήνα

Αργότερα αποδείχθηκε από μια σειρά πειραμάτων που είχαν ως αποτέλεσμα την ανακάλυψη του πρωτονίου. Η ουσία των πειραματικών πειραμάτων του E. Rutherford ήταν ότι τα άτομα αζώτου βομβαρδίστηκαν με ακτινοβολία άλφα, με τη βοήθεια της οποίας ορισμένα σωματίδια εκτινάχθηκαν έξω από τον ατομικό πυρήνα του αζώτου.

Αυτή η διαδικασία καταγράφηκε σε φωτοευαίσθητο φιλμ. Ωστόσο, η λάμψη ήταν τόσο αδύναμη και η ευαισθησία της ταινίας ήταν επίσης χαμηλή, οπότε ο E. Rutherford πρότεινε στους μαθητές του, πριν ξεκινήσουν το πείραμα, να περάσουν αρκετές ώρες στη σειρά σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, έτσι ώστε τα μάτια τους να βλέπουν ελάχιστα αισθητά. φωτεινά σήματα.

Σε αυτό το πείραμα, με βάση τα χαρακτηριστικά ίχνη φωτός, προσδιορίστηκε ότι τα σωματίδια που εκτοξεύτηκαν ήταν οι πυρήνες των ατόμων υδρογόνου και οξυγόνου. Η υπόθεση του Ε. Ράδερφορντ, που τον οδήγησε στην ανακάλυψη του πρωτονίου, επιβεβαιώθηκε έξοχα.

Ο E. Rutherford πρότεινε να ονομαστεί αυτό το σωματίδιο πρωτόνιο (μεταφρασμένο από τα ελληνικά «πρωτός» σημαίνει πρώτο). Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να το καταλάβουμε αυτό με τέτοιο τρόπο ώστε ο ατομικός πυρήνας του υδρογόνου να έχει τέτοια δομή ώστε να υπάρχει μόνο ένα πρωτόνιο σε αυτόν. Έτσι ανακαλύφθηκε το πρωτόνιο.

Έχει θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, είναι ποσοτικά ίσο με το φορτίο του ηλεκτρονίου, μόνο το πρόσημο είναι αντίθετο. Δηλαδή, αποδεικνύεται ότι το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο φαίνεται να ισορροπούν μεταξύ τους. Επομένως, όλα τα αντικείμενα, εφόσον αποτελούνται από άτομα, είναι αρχικά αφόρτιστα και λαμβάνουν ηλεκτρικό φορτίο όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο αρχίζει να ενεργεί πάνω τους. Η δομή των ατομικών πυρήνων διαφόρων χημικών στοιχείων μπορεί να περιέχει μεγαλύτερο αριθμό πρωτονίων από ότι στον ατομικό πυρήνα του υδρογόνου.

Μετά την ανακάλυψη του πρωτονίου, οι επιστήμονες άρχισαν να καταλαβαίνουν ότι ο πυρήνας ενός ατόμου ενός χημικού στοιχείου αποτελείται όχι μόνο από πρωτόνια, καθώς, πραγματοποιώντας φυσικά πειράματα με τους πυρήνες του ατόμου του βηρυλλίου, ανακάλυψαν ότι υπήρχαν τέσσερις μονάδες ο πυρήνας, ενώ γενικά η μάζα του πυρήνα - εννέα μονάδες. Ήταν λογικό να υποθέσουμε ότι άλλες πέντε μονάδες μάζας ανήκουν σε κάποια άγνωστα σωματίδια που δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο, αφού διαφορετικά θα διαταράσσονταν η ισορροπία ηλεκτρονίου-πρωτονίου.

Μαθητής του E. Rutherford, έκανε πειράματα και κατάφερε να ανιχνεύσει στοιχειώδη σωματίδια που πέταξαν έξω από τον ατομικό πυρήνα του βηρυλλίου όταν βομβαρδίστηκαν με ακτινοβολία άλφα. Αποδείχθηκε ότι δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Η απουσία φορτίου ανακαλύφθηκε λόγω του γεγονότος ότι αυτά τα σωματίδια δεν αντέδρασαν στη συνέχεια έγινε σαφές ότι το στοιχείο που έλειπε από τη δομή του ατομικού πυρήνα.

Αυτό το σωματίδιο που ανακάλυψε ο D. Chadwick ονομάστηκε νετρόνιο. Αποδείχθηκε ότι έχει την ίδια μάζα με ένα πρωτόνιο, αλλά, όπως ήδη αναφέρθηκε, δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο.

Επιπλέον, επιβεβαιώθηκε πειραματικά ότι ο αριθμός των πρωτονίων και των νετρονίων είναι ίσος με τον αύξοντα αριθμό ενός χημικού στοιχείου στον περιοδικό πίνακα.

Στο Σύμπαν μπορείτε να παρατηρήσετε αντικείμενα όπως τα αστέρια νετρονίων, τα οποία είναι συχνά το τελικό στάδιο στην εξέλιξη των άστρων. Τέτοιοι αστέρες νετρονίων είναι πολύ πυκνοί.