Oppdagelsen av protonet. Oppdagelse av nøytronet. Oppdagelse av proton og nøytron Oppdagelse av proton som

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Vert på http://www.allbest.ru/

Federal Agency of Sea and River Transport

FSBEI HPE "GUMRF oppkalt etter admiral S.O. Makarov"

Arctic Maritime Institute oppkalt etter V.I. Voronina - gren

Føderale statsbudsjetter

utdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning

"State University of the Sea and River Fleet

oppkalt etter admiral S.O. Makarov"

(Arctic Maritime Institute oppkalt etter V.I. Voronin - gren

FSBEI HPE "GUMRF oppkalt etter admiral S.O. Makarov")

180403.51 Navigasjon

deltidsutdanning 1 kurs

ABSTRAKT

"oppdagelse av nøytronet"

Kadett Smirnov S.V. fullført og forsvart et essay med en vurdering av ___ datert __.__ 2014

2014

Nøytron

Hva vet vi om nøytronet?

Neutromn (fra latin intetkjønn - verken det ene eller det andre) er en tung elementarpartikkel som ikke har en elektrisk ladning. Nøytronet er en fermion og tilhører klassen baryoner. Nøytroner (sammen med protoner) er en av de to hovedkomponentene i atomkjerner; det vanlige navnet på protoner og nøytroner er nukleoner.

OPPFINNELSE AV NØYTRONET

I 1930 viste V. A. Ambartsumyan og D. D. Ivanenko at kjernen ikke, som man trodde på den tiden, kan bestå av protoner og elektroner, at elektroner som sendes ut fra kjernen under beta-nedbrytning blir født i forfallsøyeblikket, og at det i tillegg til protoner , noen nøytrale partikler må være tilstede i kjernen.

I 1930 oppdaget Walter Bothe og G. Becker, som arbeider i Tyskland, at hvis høyenergiske alfapartikler som sendes ut av polonium-210 treffer noen lette grunnstoffer, spesielt beryllium eller litium, dannes stråling med en uvanlig høy penetreringskraft. Først trodde man at dette er gammastråling, men det viste seg at den har en mye større penetreringskraft enn alle kjente gammastråler, og resultatene av forsøket kan ikke tolkes på denne måten. Et viktig bidrag ble gitt i 1932 av Irene og Frederic Joliot-Curie. De viste at hvis denne ukjente strålingen treffer parafin eller en annen hydrogenrik forbindelse, produseres det høyenergiprotoner. I seg selv motsagt ikke dette noe, men de numeriske resultatene førte til inkonsekvenser i teorien. Senere i samme 1932 gjennomførte den engelske fysikeren James Chadwick en rekke eksperimenter der han viste at gammastrålehypotesen var uholdbar. Han foreslo at denne strålingen består av uladede partikler med en masse nær den til et proton, og utførte en rekke eksperimenter som bekreftet denne hypotesen. Disse uladede partiklene ble kalt nøytroner fra den latinske roten nøytral og det vanlige partikkelsuffikset på (he). I samme 1932 foreslo D. D. Ivanenko og deretter W. Heisenberg at atomkjernen består av protoner og nøytroner.

JAMES CHADWICK

Den engelske fysikeren James Chadwick ble født i Bollington, nær Manchester. Han var den eldste av fire barn av John Joseph Chadwick, en vaskeri eier, og Anne Mary (Knowles) Chadwick. Etter at han ble uteksaminert fra den lokale barneskolen, gikk han inn på Manchester Municipal High School, hvor han utmerket seg i matematikk. I 1908 gikk Chadwick inn på University of Manchester, og hadde til hensikt å studere matematikk, men på grunn av en misforståelse ble han intervjuet i fysikk. For beskjeden til å påpeke en feil, lyttet han nøye til spørsmålene han ble stilt og bestemte seg for å endre spesialisering. Tre år senere ble han uteksaminert fra universitetet med utmerkelser i fysikk.

I 1911 begynte Chadwick postgraduate arbeid under Ernest Rutherford ved Manchester Physical Laboratory. Det var på dette tidspunktet eksperimenter på spredning av alfapartikler (som ble ansett for å være ladede heliumatomer) gikk gjennom en tynn metallfolie førte Rutherford til antakelsen om at hele massen av atomet er konsentrert i en tett positivt ladet kjerne omgitt. av negativt ladede elektroner, som som kjent har en relativt liten masse. Chadwick mottok sin mastergrad fra Manchester i 1913, og samme år dro han på et stipend til Tyskland for å studere radioaktivitet under Hans Geiger (en tidligere assistent for Rutherford) ved Statens institutt for fysikk og teknologi i Berlin. Da første verdenskrig brøt ut i 1914, ble Chadwick internert som engelsk statsborger og tilbrakte mer enn 4 år i en sivil leir ved Rouleben. Selv om Chadwick led av tøffe forhold som undergravde helsen hans, tok han del i det lærde samfunnet skapt av hans medlidende. Aktivitetene til denne gruppen fikk støtte fra noen tyske forskere, inkludert Walter Nernst, som Chadwick møtte mens han var internert.

Chadwicks oppdagelse

nøytronpartikkel chadwick alfa

Chadwick vendte tilbake til Manchester i 1919. Kort tid før dette hadde Rutherford oppdaget at bombardement med alfapartikler (nå betraktet som heliumkjerner) kunne føre til at nitrogenatomet råtne ned til lettere kjerner av andre grunnstoffer. Noen måneder senere ble Rutherford valgt til å være direktør for Cavendish Laboratory ved University of Cambridge, og han inviterte Chadwick til å følge ham. Chadwick mottok et Walleston-stipend ved Gonville og Caius College, Cambridge, og var i stand til å jobbe med Rutherford mens han fortsatte sine eksperimenter med alfapartikler. De fant ut at bombardementet av kjerner ofte produserer det som ser ut til å være hydrogenkjerner, det letteste av grunnstoffene. Hydrogenkjernen bar en positiv ladning som var lik den negative ladningen til det tilsvarende elektronet, men hadde en masse omtrent 2000 ganger større enn massen til elektronet. Rutherford kalte det senere protonet. Det ble klart at atomet som helhet var elektrisk nøytralt, siden antall protoner i kjernen var lik antallet elektroner som omgir kjernen. Imidlertid stemte ikke dette antallet protoner med massen av atomer, bortsett fra det enkleste tilfellet med hydrogen. For å løse denne diskrepansen foreslo Rutherford i 1920 ideen om at kjerner kunne inneholde elektrisk nøytrale partikler, som han senere kalte nøytroner, dannet ved foreningen av et elektron og et proton. Det motsatte synet var at atomer inneholder elektroner både utenfor og inne i kjernen, og at den negative ladningen til kjerneelektronene rett og slett kansellerte ut noe av ladningen på protonene. Da ville protonene i kjernen gi et totalt bidrag til den totale massen til atomet, og deres totale ladning ville være akkurat slik at de nøytraliserer ladningen til elektronene som omgir kjernen. Selv om Rutherfords forslag om at det er en nøytral partikkel ble respektert, var det fortsatt ingen eksperimentell bekreftelse på denne ideen.

Chadwick mottok sin doktorgrad i fysikk fra Cambridge i 1921 og ble valgt til stipendiat ved Gonville og Caius College. To år senere ble han visedirektør for Cavendish Laboratory. Helt til slutten av 20-tallet. han undersøkte slike atomfenomener som det kunstige forfallet av kjernene til lette elementer under påvirkning av bombardement med alfapartikler og spontan utslipp av beta-partikler (elektroner). I prosessen med dette arbeidet grunnet han på hvordan eksistensen av Rutherford-nøytralpartikkelen kunne bekreftes, men de avgjørende studiene som gjorde det mulig å gjøre dette ble utført i Tyskland og Frankrike.

I 1930 oppdaget de tyske fysikerne Walter Bothe og Hans Becker at når visse lette grunnstoffer ble bombardert med alfapartikler, dukket det opp stråling som hadde en spesiell gjennomtrengende kraft, som de trodde var gammastråler. Gammastråler ble først kjent som stråling generert av radioaktive kjerner. De var mer gjennomtrengende enn røntgenstråler fordi de har kortere bølgelengde. Noen av resultatene var imidlertid forvirrende, spesielt når beryllium ble brukt som bombardementsmål. I dette tilfellet hadde strålingen i retning av den innfallende strømmen av alfapartikler en større penetreringskraft enn den omvendte strålingen. Chadwick foreslo at beryllium sender ut en strøm av nøytrale partikler i stedet for gammastråler. I 1932 plasserte de franske fysikerne Frédéric Joliot og Irene Joliot-Curie, mens de studerte den gjennomtrengende kraften til berylliumstråling, forskjellige absorberende materialer mellom bombardert beryllium og et ioniseringskammer som fungerte som en strålingsregistrator. Når de tok parafin (et stoff rikt på hydrogen) som absorber, fant de en økning, ikke en reduksjon, i strålingen som kom ut av parafinen. Verifikasjonen førte dem til den konklusjon at økningen i stråling er assosiert med protoner (hydrogenkjerner) slått ut av parafinen ved penetrerende stråling. De foreslo at protoner blir slått ut av kollisjoner med kvanter (diskrete energienheter) av uvanlig kraftig gammastråling, lik hvordan elektroner blir slått ut når de kolliderer med røntgenstråler (Compton-effekten) i et eksperiment utviklet av Arthur H. Compton.

Chadwick gjentok og utvidet raskt eksperimentet utført av det franske ekteparet, og fant ut at en tykk blyplate ikke hadde noen merkbar effekt på strålingen av beryllium, uten å dempe den eller generere sekundærstråling, noe som indikerte dens høye penetreringskraft. Parafinen ga imidlertid igjen en ekstra fluks av raske protoner. Chadwick gjorde en test som bekreftet at de faktisk var protoner og bestemte energien deres. Deretter viste han at det etter alt å dømme var ekstremt usannsynlig at alfapartikler som kolliderte med beryllium kunne produsere gammastråler med nok energi til å slå protoner ut av parafin med en slik hastighet. Så han forlot ideen om gammastråler og fokuserte på nøytronhypotesen. Etter å ha akseptert eksistensen av nøytronet, viste han at som et resultat av fangsten av en alfapartikkel av en berylliumkjerne, kan det dannes en kjerne av grunnstoffet karbon, og ett nøytron frigjøres. Han gjorde det samme med bor, et annet grunnstoff som produserte penetrerende stråling når det ble bombardert med alfastråler. En alfapartikkel og en borkjerne kombineres for å danne en nitrogenkjerne og et nøytron. Den høye penetreringskraften til nøytronfluksen oppstår fordi nøytronet ikke har en ladning, og derfor, når det beveger seg i materie, opplever det ikke påvirkningen av de elektriske feltene til atomer, men samhandler med kjerner bare i direkte kollisjoner. Et nøytron krever også mindre energi enn en gammastråle for å slå ut et proton, siden det har mer momentum enn et elektromagnetisk strålingskvantum av samme energi. Det faktum at strålingen av beryllium i foroverretningen er mer gjennomtrengende kan være assosiert med den fortrinnsvise strålingen av nøytroner i retning av momentumet til den innfallende alfapartikkelfluksen.

Chadwick bekreftet også Rutherfords hypotese om at massen til et nøytron må være lik massen til et proton ved å analysere utvekslingen av energi mellom nøytroner og protoner slått ut av materie, som om det var en kollisjon av biljardkuler. Energiutvekslingen er spesielt effektiv fordi massene deres er nesten like. Han analyserte også sporene til nitrogenatomer som kolliderte med nøytroner i et kondensasjonskammer, en enhet oppfunnet av C.T.R. Wilson. Dampen i kondensasjonskammeret kondenserer langs den elektrifiserte banen som den ioniserende partikkelen forlater når den samhandler med dampmolekyler. Sporet er synlig, selv om partikkelen i seg selv er usynlig. Siden nøytronet ikke ioniserer direkte, er sporet ikke synlig. Chadwick måtte fastslå egenskapene til nøytronet fra sporet igjen etter kollisjonen med nitrogenatomet. Det viste seg at massen til nøytronet er 1,1 % høyere enn massen til protonet.

Eksperimenter og beregninger fra andre fysikere bekreftet Chadwicks funn, og eksistensen av nøytronet ble raskt gjenkjent. Kort tid etter viste Werner Heisenberg at nøytronet ikke kan være en blanding av et proton og et elektron, men er en uladet kjernefysisk partikkel – den tredje subatomære, eller elementære, partikkelen som har blitt oppdaget. Chadwicks bevis fra 1932 på eksistensen av nøytronet endret fundamentalt bildet av atomet og banet vei for ytterligere oppdagelser innen fysikk. Nøytronet hadde også en praktisk bruk som ødelegger av atomet: i motsetning til det positivt ladede protonet, avstøter det ikke når det nærmer seg kjernen.

Tilståelse

"For oppdagelsen av nøytronet" Chadwick ble tildelt Nobelprisen i fysikk i 1935. "Eksistensen av nøytronet er fullt etablert," sa Hans Pleyel fra Det Kongelige Svenske Vitenskapsakademi i sin tale ved prisutdelingen, "som et resultat av at forskere har kommet til et nytt konsept om strukturen til atomet, som stemmer bedre overens med fordelingen av energi innenfor atomkjerner. Det ble åpenbart at nøytronet utgjør en av byggesteinene som utgjør atomer og molekyler, og dermed hele det materielle universet.»

Chadwick flyttet i 1935 til University of Liverpool for å opprette et nytt senter for kjernefysisk forskning. I Liverpool hadde han tilsyn med moderniseringen av universitetsutstyr og overvåket byggingen av en syklotron, et anlegg for å akselerere ladede partikler. Da andre verdenskrig brøt ut i 1939, spurte den britiske regjeringen Chadwick om en kjernefysisk kjedereaksjon var mulig, og han begynte å undersøke denne muligheten ved å bruke Liverpool-syklotronen. Året etter ble han med i Modov-komiteen, en liten utvalgt gruppe fremtredende britiske forskere som trakk optimistiske konklusjoner om Storbritannias evne til å bygge en atombombe, og ble koordinator for eksperimentelle atomvåpenprogrammer i Liverpool, Cambridge og Bristol. Senere bestemte Storbritannia seg imidlertid for å slutte seg til det amerikanske atomvåpenprogrammet og sendte sine atomforskere til USA. Fra 1943 til 1945 koordinerte Chadwick innsatsen til britiske forskere som jobbet med Manhattan-prosjektet (det hemmelige atombombeprogrammet).

Chadwick returnerte til University of Liverpool i 1946. To år senere trakk han seg tilbake fra aktiv akademia for å bli leder for Gonville og Caius College. I 1958 flyttet han til Nord-Wales med sin kone Eileen, før han giftet seg med Stuart-Brown, som han giftet seg med i 1925. De returnerte til Cambridge i 1969 for å være nærmere tvillingdøtrene sine. Chadwick døde 5 år senere i Cambridge.

I tillegg til Nobelprisen mottok Chadwick Hughes-medaljen (1932) og Copley-medaljen (1950) fra Royal Society, US Government Medal of Merit (1946), Franklin-medaljen fra Franklin Institute (1951) og Guthrie. Medal of Physics Institute i London (1967). Etter å ha mottatt et adelsmannskap i 1945, hadde han æresgrader fra 9 britiske universiteter og var medlem av mange lærde samfunn og akademier i Europa og USA.

Brukte bøker

1.http://ru.wikipedia.org

2. http://hiroshima.scepsis.ru

Vert på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Utviklingen av fysikk i det tjuende århundre. Rikkes eksperimenter for å teste den ikke-atomiske naturen til strømmen i metaller, Perrin for å bestemme massene av molekyler. E. Rutherfords eksperimenter på spredning av alfapartikler på atomer av tunge grunnstoffer. Oppdagelse av superledning og superfluiditet.

semesteroppgave, lagt til 01.10.2014


En elementær partikkel er en partikkel uten en indre struktur, det vil si som ikke inneholder andre partikler. Klassifisering av elementærpartikler, deres symboler og masse. Fargeladning og Pauli-prinsippet. Fermioner som de grunnleggende bestanddelene i all materie, deres typer.

presentasjon, lagt til 27.05.2012


Egenskaper til alle elementærpartikler. Kommunikasjon av protoner og nøytroner i atomkjerner. Klassifisering av elementærpartikler. Verdien av forskjellen mellom massene til et nøytron og et proton. Gravitasjonsinteraksjoner mellom nøytroner. Eksperimentell verdi av myonens levetid.

sammendrag, lagt til 20.12.2011


En kort skisse av livet, den personlige og kreative utviklingen til den store engelske fysikeren Michael Faraday. Faradays forskning innen elektromagnetisme og hans oppdagelse av fenomenet elektromagnetisk induksjon, utformingen av loven. Eksperimenter med elektrisitet.

sammendrag, lagt til 23.04.2009


Rutherfords erfaring. Studie av strukturen til atomet. Måling av differensialtverrsnittet. Sammensetningen av atomkjernen. Metoder for å måle størrelsen på kjerner og fordelingen av masse i dem. Karakteristikker av proton, nøytron, elektron. Tensor karakter av interaksjon av nukleoner.

presentasjon, lagt til 21.06.2016


Kjennetegn på gassutladningsdetektorer for kjernefysisk stråling (ioniseringskamre, proporsjonale tellere, Geiger-Muller-tellere). Fysikk av prosessene som skjer i tellere under registrering av kjernefysiske partikler. Analyse av driften av Geiger-Muller-telleren.

laboratoriearbeid, lagt til 24.11.2010


Grunnleggende fysiske interaksjoner. Tyngdekraften. Elektromagnetisme. Svak interaksjon. Problemet med fysikkens enhet. Klassifisering av elementærpartikler. Kjennetegn på subatomære partikler. Leptoner. Hadroner. Partikler er bærere av interaksjoner.

avhandling, lagt til 05.02.2003


Nøytronspredningsamplitude i et kjernefysisk medium, dets brytningsindekser. Avhengighet av polarisasjonen og rotasjonsvinkelen på avstanden tilbakelagt av nøytronstrålen. Nøytronenergi i et kjernefysisk medium. Å få et uttrykk for det kjernefysiske pseudomagnetiske feltet.

semesteroppgave, lagt til 23.07.2010


Dannelsen av en elektrisk strøm, eksistensen, bevegelsen og interaksjonen av ladede partikler. Teorien om utseendet til elektrisitet når to forskjellige metaller kommer i kontakt, opprettelsen av en kilde til elektrisk strøm, studiet av effekten av elektrisk strøm.

presentasjon, lagt til 28.01.2011


Livet til Isaac Newton - engelsk matematiker, fysiker og astronom. Utdanning og professorat ved University of Cambridge. Eksperimenter i optikk, oppfinnelsen av det reflekterende teleskopet. Oppdagelser innen mekanikk og matematikk.

Når beryllium bombarderes med α-partikler som sendes ut av radioaktivt polonium, oppstår sterk penetrerende stråling som kan overvinne en slik hindring som et blylag 10–20 cm. Denne strålingen ble observert nesten samtidig med Chadwick av Joliot-Curie-ektefellene Irene og Frederic (Irene er datteren til Marie og Pierre Curie), men de antydet at dette er høyenergiske γ-stråler. De fant at hvis en parafinplate er plassert i banen for strålingen av beryllium, øker den ioniserende kraften til denne strålingen kraftig. De beviste at berylliumstråling slår ut protoner fra parafin, som finnes i store mengder i dette hydrogenholdige stoffet. Basert på den frie banen til protoner i luft, estimerte de energien til γ-kvanter som er i stand til å gi den nødvendige hastigheten til protoner i en kollisjon. Det viste seg å være enormt - rundt 50 MeV.

J. Chadwick i sine eksperimenter observert i skykammeret spor av nitrogenkjerner som opplevde en kollisjon med berylliumstråling. På grunnlag av disse eksperimentene gjorde han et estimat av energien til γ-kvanten, som er i stand til å informere nitrogenkjernene om hastigheten observert i eksperimentet. Det viste seg å være lik 100-150 MeV. En så enorm energi kunne ikke ha γ-kvanter utsendt av beryllium. På dette grunnlaget konkluderte Chadwick at fra beryllium, under påvirkning av α-partikler, flyr ikke masseløse γ-kvanter ut, men heller tunge partikler. Siden disse partiklene var svært penetrerende og ikke direkte ioniserte gassen i Geigertelleren, var de derfor elektrisk nøytrale. Dermed ble eksistensen av nøytronet, en partikkel spådd av Rutherford mer enn 10 år før Chadwicks eksperimenter, bevist.

Hydrogen, grunnstoffet som har den enkleste strukturen. Den har en positiv ladning og en nesten ubegrenset levetid. Det er den mest stabile partikkelen i universet. Protonene dannet som et resultat av Big Bang har ennå ikke forfalt. Protonmassen er 1.627*10-27 kg eller 938.272 eV. Oftere er denne verdien uttrykt i elektronvolt.

Protonet ble oppdaget av "faren" til kjernefysikk, Ernest Rutherford. Han la frem hypotesen om at atomkjernene til alle kjemiske elementer består av protoner, siden de i masse overstiger kjernen til et hydrogenatom med et helt antall ganger. Rutherford satte opp et interessant eksperiment. På den tiden var den naturlige radioaktiviteten til noen grunnstoffer allerede oppdaget. Ved å bruke alfastråling (alfapartikler er heliumkjerner med høye energier), bestrålte forskeren nitrogenatomer. Som et resultat av denne interaksjonen ble det sendt ut en partikkel. Rutherford antydet at det var et proton. Ytterligere eksperimenter i Wilson-boblekammeret bekreftet hans antagelse. Så i 1913 ble en ny partikkel oppdaget, men Rutherfords hypotese om sammensetningen av kjernen viste seg å være uholdbar.

Oppdagelse av nøytronet

Den store vitenskapsmannen fant en feil i sine beregninger og la frem en hypotese om eksistensen av en annen partikkel som er en del av kjernen og har nesten samme masse som protonet. Eksperimentelt klarte han ikke å oppdage det.

Dette ble gjort i 1932 av den engelske vitenskapsmannen James Chadwick. Han satte opp et eksperiment der han bombarderte berylliumatomer med høyenergiske alfapartikler. Som et resultat av en kjernefysisk reaksjon fløy en partikkel ut av kjernen av beryllium, senere kalt et nøytron. Chadwick mottok Nobelprisen for sin oppdagelse tre år senere.

Massen til et nøytron skiller seg egentlig lite fra massen til et proton (1.622 * 10-27 kg), men denne partikkelen har ingen ladning. Slik sett er den nøytral og samtidig i stand til å forårsake fisjon av tunge kjerner. På grunn av mangelen på ladning kan nøytronet lett passere gjennom den høye Coulomb-potensialbarrieren og bli innebygd i strukturen til kjernen.

Protonet og nøytronet har kvanteegenskaper (de kan vise egenskapene til partikler og bølger). Nøytronstråling brukes til medisinske formål. Høy penetrerende kraft gjør at denne strålingen kan ionisere dype svulster og andre ondartede formasjoner og oppdage dem. I dette tilfellet er partikkelenergien relativt liten.

Nøytronet er, i motsetning til protonet, en ustabil partikkel. Levetiden er omtrent 900 sekunder. Det forfaller til et proton, et elektron og et elektronnøytrino.

I 1920 antok Rutherford om eksistensen av en nøytral elementær partikkel dannet som et resultat av fusjonen av et elektron og et proton. På trettitallet ble J. Chadwick invitert til Cavendish Laboratory for å utføre eksperimenter for å oppdage denne partikkelen. Eksperimentene pågikk over mange år. Ved hjelp av en elektrisk utladning gjennom hydrogen ble det oppnådd frie protoner, som kjernene til forskjellige grunnstoffer ble bombardert med. Beregningen var at det ville være mulig å slå ut den ønskede partikkelen fra kjernen og ødelegge den, og indirekte registrere knockout-handlingene av sporene til det råtnende protonet og elektronet.

I 1930, Bothe og Becker under bestråling en- partikler av beryllium fant stråling med stor penetrerende kraft. Ukjente stråler passerte gjennom bly, betong, sand osv. I utgangspunktet ble det antatt at dette er hard røntgenstråling. Men denne antagelsen sto ikke til gransking. Når man observerte sjeldne kollisjonshandlinger med kjerner, fikk sistnevnte et så stort utbytte, for forklaringen som det var nødvendig å anta en uvanlig høy energi av røntgenfotoner.

Chadwick bestemte at i eksperimentene til Bothe og Becker ble de nøytrale partiklene som han prøvde å oppdage, sendt ut fra beryllium. Han gjentok eksperimentene i håp om å finne lekkasjer av nøytrale partikler, men til ingen nytte. Spor ble ikke funnet. Han satte eksperimentene sine til side.

Den avgjørende drivkraften for gjenopptakelsen av eksperimentene hans var en artikkel publisert av Irene og Frédéric Joliot-Curie om berylliumstrålingens evne til å slå ut protoner fra parafin (januar 1932). Ved å ta hensyn til resultatene til Joliot-Curie, modifiserte han eksperimentene til Bothe og Becker. Oppsettet for den nye installasjonen hans er vist i figur 30. Berylliumstråling ble oppnådd ved spredning en- partikler på en berylliumplate. En parafinblokk ble plassert i strålingsbanen. Stråling ble funnet å slå ut protoner fra parafin.

Vi vet nå at strålingen fra beryllium er en strøm av nøytroner. Massen deres er nesten lik massen til et proton, så nøytroner overfører mesteparten av energien til protoner som flyr fremover.Protoner slått ut av parafin og flyr fremover hadde en energi på ca. 5,3 MeV. Chadwick avviste umiddelbart muligheten for å forklare utslagningen av protoner med Compton-effekten, siden det i dette tilfellet var nødvendig å anta at fotonene spredt av protoner hadde en energi på ca. 50 MeV(på den tiden var kilder til slike høyenergifotoner ikke kjent). Derfor konkluderte han med at den observerte interaksjonen skjer i henhold til ordningen
Joliot-Curie-reaksjon (2)

I dette eksperimentet ble ikke bare frie nøytroner observert for første gang, det var også den første kjernefysiske transformasjonen - produksjon av karbon ved fusjon av helium og beryllium.

Oppgave 1. I Chadwicks eksperiment hadde protoner slått ut av parafin en energi 5,3 MeV. Vis at for anskaffelse av slik energi av protoner under spredning av fotoner, er det nødvendig at fotonene har energien 50 MeV.

Etter at det ble oppdaget at stoffer består av molekyler, og de på sin side av atomer, dukket det opp et nytt spørsmål for fysikere. Det var nødvendig å etablere strukturen til atomer - hva de består av. Elevene hans tok også opp løsningen på denne vanskelige oppgaven. Oppdagelsen av protonet og nøytronet av dem fant sted på begynnelsen av forrige århundre

E. Rutherford hadde allerede antakelser om at et atom består av en kjerne og elektroner som sirkulerer rundt den i stor hastighet. Men hva kjernen til et atom består av var ikke helt klart. E. Rutherford foreslo hypotesen om at atomkjernen til ethvert kjemisk element skulle inneholde en kjerne

Senere ble det bevist av en serie eksperimenter, som et resultat av at oppdagelsen av protonet ble gjort. Essensen av E. Rutherfords eksperimentelle eksperimenter var at nitrogenatomer ble bombardert med alfastråling, ved hjelp av denne ble noen partikler slått ut av nitrogenatomkjernen.

Denne prosessen ble tatt opp på en fotosensitiv film. Imidlertid var gløden så svak, og filmens følsomhet var også lav, så E. Rutherford foreslo at studentene hans før de startet eksperimentet skulle oppholde seg i et mørkt rom i flere timer på rad slik at øynene deres så vidt kunne se. merkbare lyssignaler.

I dette eksperimentet ble det bestemt ut fra de karakteristiske lyssporene at partiklene som ble slått ut var kjernene av hydrogen- og oksygenatomer. E. Rutherfords hypotese, som førte ham til oppdagelsen av protonet, har funnet sin strålende bekreftelse.

E. Rutherford foreslo å kalle denne partikkelen et proton (oversatt fra gresk betyr "protos" den første). Samtidig bør det forstås at atomkjernen til hydrogen har en slik struktur at bare ett proton er tilstede i den. Slik ble oppdagelsen av protonet gjort.

Den har en positiv elektrisk ladning. I dette tilfellet er det kvantitativt lik elektronladningen, bare tegnet er motsatt. Det vil si at det viser seg at protonet og elektronet ser ut til å balansere hverandre. Derfor er ikke alle objekter, siden de er sammensatt av atomer, i utgangspunktet ladet, men de mottar en elektrisk ladning når et elektrisk felt begynner å virke på dem. I strukturen til atomkjerner til forskjellige kjemiske elementer kan det være flere protoner enn i atomkjernen til hydrogen.

Etter at oppdagelsen av protonet ble gjort, begynte forskere å forstå at kjernen til et atom i et kjemisk element ikke bare består av protoner, siden de ved å utføre fysiske eksperimenter med kjernene til berylliumatomet fant ut at det var fire enheter i kjernen, mens massen til kjernen generelt er ni enheter. Det var logisk å anta at ytterligere fem enheter av massen tilhører noen ukjente partikler som ikke har en elektrisk ladning, siden ellers ville elektron-protonbalansen bli krenket.

En student av E. Rutherford utførte eksperimenter og var i stand til å oppdage elementærpartikler som fløy ut av atomkjernen til beryllium da de ble bombardert med alfastråling. Det viste seg at de ikke har noen elektrisk ladning. Det ble oppdaget at det ikke var noen ladning på grunn av at disse partiklene ikke reagerte på. Da ble det klart at et manglende element i strukturen til atomkjernen var oppdaget.

Denne partikkelen oppdaget av D. Chadwick ble kalt et nøytron. Det viste seg at det har samme masse som et proton, men som allerede nevnt har det ingen elektrisk ladning.

I tillegg ble det eksperimentelt bekreftet at antallet protoner og nøytroner er lik ordinærtallet til det kjemiske elementet i det periodiske systemet.

I universet kan man observere objekter som nøytronstjerner, som ofte er det siste stadiet i stjernenes utvikling. Disse nøytronstjernene er veldig tette.