Odkritje protona. Odkritje nevtrona. Odkritje protona in nevtrona Odkritje protona kdo

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Zvezna agencija za pomorski in rečni promet

FSBEI HPE “GUMRF poimenovan po admiralu S.O. Makarov"

Arktični morski inštitut poimenovan po V.I. Voronina - podružnica

Zvezni državni proračun

izobraževalna ustanova višjega strokovnega izobraževanja

"Državna univerza za morsko in rečno floto

poimenovan po admiralu S.O. Makarov"

(Arktični morski inštitut po imenu V.I. Voronina - podružnica

FSBEI HPE “GUMRF poimenovan po admiralu S.O. Makarov")

180403.51 Navigacija

dopisni tečaj 1 leto

POVZETEK

"odkritje nevtrona"

Kadet Smirnov S.V. opravil in zagovarjal esej z oceno___iz__.__2014

2014

Nevtron

Kaj vemo o nevtronu?

Nevtromn (iz latinščine neuter - ne eno ne drugo) je težak osnovni delec, ki nima električnega naboja. Nevtron je fermion in spada v razred barionov. Nevtroni (skupaj s protoni) so ena od dveh glavnih komponent atomskih jeder; Skupno ime za protone in nevtrone je nukleon.

ODKRITJE NEVTRONA

Leta 1930 sta V. A. Ambarcumjan in D. D. Ivanenko pokazala, da jedro ne more biti sestavljeno iz protonov in elektronov, kot so takrat verjeli, in da se elektroni, ki jih jedro izpusti med beta razpadom, rodijo v trenutku razpada in da poleg protoni, morajo biti v jedru prisotni nekateri nevtralni delci.

Leta 1930 sta Walter Bothe in G. Becker, ki sta delala v Nemčiji, odkrila, da ko visokoenergijski delci alfa, ki jih oddaja polonij-210, zadenejo določene lahke elemente, zlasti berilij ali litij, nastane sevanje z nenavadno visoko prodorno močjo. Sprva so mislili, da gre za sevanje gama, vendar se je izkazalo, da ima veliko večjo prodorno moč od vseh znanih žarkov gama in rezultatov poskusa ni mogoče razlagati na ta način. Pomemben prispevek sta leta 1932 prispevala Irene in Frédéric Joliot-Curie. Pokazali so, da če to neznano sevanje zadene parafin ali katero koli drugo spojino, bogato z vodikom, nastanejo visokoenergijski protoni. To samo po sebi ni bilo v nasprotju z ničemer, vendar so numerični rezultati vodili do nedoslednosti v teoriji. Kasneje istega leta 1932 je angleški fizik James Chadwick izvedel vrsto poskusov, v katerih je pokazal, da je hipoteza o žarkih gama nevzdržna. Predlagal je, da je to sevanje sestavljeno iz nenabitih delcev z maso, ki je blizu masi protona, in izvedel vrsto poskusov, ki so potrdili to hipotezo. Te nenabite delce so poimenovali nevtroni, iz latinskega korena neutral in običajne pripone za delce naprej. Istega leta 1932 sta D. D. Ivanenko in nato W. Heisenberg predlagala, da je atomsko jedro sestavljeno iz protonov in nevtronov.

JAMES CHADWICK

Angleški fizik James Chadwick se je rodil v Bollingtonu blizu Manchestra. Bil je najstarejši od štirih otrok Johna Josepha Chadwicka, lastnika pralnice, in Ann Mary (Knowles) Chadwick. Po končani lokalni osnovni šoli se je vpisal na mestno srednjo šolo v Manchestru, kjer je blestel pri matematiki. Leta 1908 je Chadwick vstopil na Univerzo v Manchestru, kjer je nameraval študirati matematiko, vendar je bil zaradi nesporazuma na razgovoru za fiziko. Preskromen, da bi opozoril na napako, je pozorno poslušal vprašanja in se odločil spremeniti specializacijo. Tri leta kasneje je z odliko diplomiral na univerzi iz fizike.

Leta 1911 je Chadwick začel podiplomsko delo pod nadzorom Ernesta Rutherforda v fizičnem laboratoriju v Manchestru. V tistem času so poskusi sipanja delcev alfa (ki so veljali za nabite helijeve atome), ki so šli skozi tanko kovinsko folijo, pripeljali Rutherforda do domneve, da je celotna masa atoma skoncentrirana v gostem, pozitivno nabitem jedru, obdanem z negativno nabiti elektroni, ki imajo, kot je znano, relativno nizko maso. Chadwick je leta 1913 magistriral v Manchestru in istega leta, ko je dobil štipendijo, je odšel v Nemčijo na študij radioaktivnosti pri Hansu Geigerju (nekdanjem Rutherfordovem asistentu) na Državnem inštitutu za fiziko in tehnologijo v Berlinu. Ko se je leta 1914 začela prva svetovna vojna, je bil Chadwick interniran kot angleški državljan in je več kot 4 leta preživel v civilnem taborišču v Ruhlebnu. Čeprav je Chadwick trpel zaradi težkih razmer, ki so spodkopale njegovo zdravje, je sodeloval v znanstveni družbi, ki so jo ustanovili njegovi sotrpini. Dejavnosti skupine so dobile podporo nekaterih nemških znanstvenikov, vključno z Walterjem Nernstom, ki ga je Chadwick srečal med internacijo.

Chadwickovo odkritje

nevtronski delec chadwick alfa

Chadwick se je vrnil v Manchester leta 1919. Malo pred tem je Rutherford odkril, da lahko obstreljevanje z alfa delci (ki so jih zdaj obravnavali kot helijeva jedra) povzroči razpad dušikovega atoma v lažja jedra drugih elementov. Nekaj ​​mesecev pozneje je bil Rutherford izbran za direktorja laboratorija Cavendish na Univerzi v Cambridgeu in povabil je Chadwicka, naj mu sledi. Chadwick je prejel Wollestonovo štipendijo na kolidžu Gonville and Caius v Cambridgeu in je lahko sodeloval z Rutherfordom pri nadaljevanju poskusov z delci alfa. Ugotovili so, da obstreljevanje jeder pogosto proizvaja nekaj, kar se zdi jedro vodika, najlažjega elementa. Vodikovo jedro je nosilo pozitiven naboj, ki je po velikosti enak negativnemu naboju ustreznega elektrona, vendar je imelo maso približno 2000-krat večjo od mase elektrona. Rutherford ga je pozneje poimenoval proton. Postalo je jasno, da je atom kot celota električno nevtralen, saj je število protonov v njegovem jedru enako številu elektronov, ki obdajajo jedro. Vendar se to število protonov ni skladalo z maso atomov, z izjemo najpreprostejšega primera vodika. Da bi razrešil to neskladje, je Rutherford leta 1920 predlagal zamisel, da bi lahko jedra vsebovala električno nevtralne delce, ki jih je kasneje poimenoval nevtroni, nastali s kombinacijo elektrona in protona. Nasprotno mnenje je bilo, da atomi vsebujejo elektrone zunaj in znotraj jedra in da negativni naboj jedrskih elektronov preprosto izniči del naboja na protonih. Takrat bi protoni jedra v celoti prispevali k skupni masi atoma, njihov skupni naboj pa bi bil ravno tolikšen, da nevtralizira naboj elektronov, ki obdajajo jedro. Čeprav je bil Rutherfordov predlog, da obstaja nevtralni delec, spoštovan, še vedno ni bilo eksperimentalne potrditve te ideje.

Chadwick je leta 1921 doktoriral iz fizike v Cambridgeu in bil izvoljen v akademski svet kolidža Gonville and Caius. Dve leti pozneje je postal namestnik direktorja Laboratorija Cavendish. Do konca 20. raziskoval je takšne atomske pojave, kot je umetni razpad jeder lahkih elementov pod bombardiranjem alfa delcev in spontana emisija beta delcev (elektronov). Med tem delom je razmišljal, kako bi lahko potrdili obstoj Rutherfordovega nevtralnega delca, a odločilna raziskava, ki je to omogočila, je bila izvedena v Nemčiji in Franciji.

Leta 1930 sta nemška fizika Walter Bothe in Hans Becker ugotovila, da obstreljevanje določenih svetlobnih elementov z alfa delci povzroči sevanje s posebno prodorno močjo, ki sta ga zamenjala za žarke gama. Žarki gama so najprej postali znani kot sevanje, ki ga proizvajajo radioaktivna jedra. Imeli so večjo prodorno moč kot rentgenski žarki, ker so imeli krajšo valovno dolžino. Vendar pa so bili nekateri rezultati begajoči, zlasti ko je bil berilij uporabljen kot tarča bombardiranja. V tem primeru je imelo sevanje v smeri gibanja vpadnega toka delcev alfa večjo prodorno moč kot sevanje nazaj. Chadwick je predlagal, da berilij oddaja tok nevtralnih delcev namesto žarkov gama. Leta 1932 sta francoska fizika Frederic Joliot in Irene Joliot-Curie, ki sta preučevala prodornost berilijevega sevanja, postavila različne absorbcijske materiale med obstreljen berilij in ionizacijsko komoro, ki je služila kot zapisovalnik sevanja. Ko so kot absorber uporabili parafin (snov, bogata z vodikom), so ugotovili povečanje, ne zmanjšanje sevanja, ki izhaja iz parafina. Test jih je pripeljal do zaključka, da je povečanje sevanja posledica protonov (vodikovih jeder), ki jih prodirajoče sevanje izbije iz parafina. Predlagali so, da so bili protoni izločeni s trki s kvanti (diskretnimi enotami energije) nenavadno močnih žarkov gama, podobno kot so bili elektroni izločeni z rentgenskimi žarki (Comptonov učinek) v poskusu, ki ga je uvedel Arthur H. Compton.

Chadwick je hitro ponovil in razširil poskus, ki ga je izvedel francoski par, in ugotovil, da debela svinčena plošča nima opaznega vpliva na sevanje berilija, ne da bi ga oslabila ali ustvarila sekundarno sevanje, kar je kazalo na njegovo visoko prodorno moč. Vendar pa je parafin spet dal dodaten tok hitrih protonov. Chadwick je izvedel test, ki je potrdil, da gre res za protone in določil njihovo energijo. Nato je pokazal, da je glede na vse znake zelo malo verjetno, da bi trki alfa delcev z berilijem lahko proizvedli gama žarke z zadostno energijo, da bi s takšno hitrostjo izločili protone iz parafina. Zato je opustil idejo o žarkih gama in se osredotočil na nevtronsko hipotezo. Ko je sprejel obstoj nevtrona, je pokazal, da lahko kot posledica zajetja delca alfa z jedrom berilija nastane jedro elementa ogljika in en nevtron se sprosti. Enako je storil z borom, drugim elementom, ki je ob bombardiranju z alfa žarki ustvaril prodorno sevanje. Delec alfa in borovo jedro se združita v dušikovo jedro in nevtron. Visoka prodorna sposobnost nevtronskega toka je posledica tega, da nevtron nima naboja in zato pri gibanju v snovi ne vpliva na električna polja atomov, ampak medsebojno deluje z jedri le v neposrednih trkih. Nevtron prav tako potrebuje manj energije kot gama žarek, da izbije proton, saj ima večji zagon kot kvant elektromagnetnega sevanja enake energije. Dejstvo, da se sevanje berilija v smeri naprej izkaže za bolj prodorno, je mogoče povezati s prednostnim sevanjem nevtronov v smeri impulza vpadnega toka delcev alfa.

Rutherfordovo hipotezo, da mora biti masa nevtrona enaka masi protona, je Chadwick potrdil tudi z analizo izmenjave energije med nevtroni in protoni, izbitimi iz snovi, kot da bi govorili o trku biljardnih krogel. Izmenjava energije je še posebej učinkovita, saj sta njuni masi skoraj enaki. Analiziral je tudi sledi dušikovih atomov, ki jih zadenejo nevtroni v kondenzacijski komori, instrumentu, ki ga je izumil C.T.R. Wilson. Para v kondenzacijski komori kondenzira po naelektreni poti, ki jo zapusti ionizirajoči delec pri interakciji z molekulami pare. Pot je vidna, čeprav je delec sam neviden. Ker nevtron neposredno ne ionizira, njegova sled ni vidna. Chadwick je moral ugotoviti lastnosti nevtrona iz sledi, ki ostane po trku z atomom dušika. Izkazalo se je, da je masa nevtrona za 1,1 % večja od mase protona.

Poskusi in izračuni drugih fizikov so potrdili Chadwickove ugotovitve in obstoj nevtrona je bil hitro sprejet. Kmalu zatem je Werner Heisenberg pokazal, da nevtron ne more biti mešanica protona in elektrona, ampak je nenabit jedrski delec – tretji subatomski ali osnovni delec, ki je bil odkrit. Chadwickov dokaz obstoja nevtrona leta 1932 je temeljito spremenil sliko atoma in utrl pot nadaljnjim odkritjem v fiziki. Nevtron je imel tudi praktično uporabo kot uničevalec atomov: za razliko od pozitivno nabitega protona se ne odbija, ko se približuje jedru.

Spoved

"Za svoje odkritje nevtrona" je Chadwick leta 1935 prejel Nobelovo nagrado za fiziko. »Obstoj nevtrona je bil popolnoma ugotovljen,« je dejal Hans Pleyel s Kraljeve švedske akademije znanosti v svojem zahvalnem govoru, »kar vodi do novega koncepta atomske strukture, ki bolje ustreza porazdelitvi energije znotraj atomskih jeder. Postalo je očitno, da nevtron tvori enega od gradnikov, iz katerih so sestavljeni atomi in molekule, in s tem celotno materialno vesolje.«

Chadwick se je leta 1935 preselil na Univerzo v Liverpoolu, da bi ustanovil nov center za raziskave jedrske fizike. V Liverpoolu je nadziral posodobitev univerzitetne opreme in nadziral gradnjo ciklotrona – naprave za pospeševanje nabitih delcev. Ko se je leta 1939 začela druga svetovna vojna, je britanska vlada vprašala Chadwicka, ali je jedrska verižna reakcija možna, in začel je uporabljati liverpoolski ciklotron, da bi raziskal to možnost. Naslednje leto se je pridružil Mod komiteju, majhni izbrani skupini uglednih britanskih znanstvenikov, ki so prišli do optimističnih zaključkov o zmožnosti Velike Britanije, da izdelajo atomsko bombo, in postal koordinator eksperimentalnih programov atomskega orožja v Liverpoolu, Cambridgeu in Bristolu. Pozneje pa se je Velika Britanija odločila pridružiti ameriškemu programu jedrskega orožja in v ZDA poslala svoje jedrske znanstvenike. Od leta 1943 do 1945 je Chadwick usklajeval prizadevanja britanskih znanstvenikov, ki so delali na projektu Manhattan (tajni program za izdelavo atomske bombe).

Chadwick se je vrnil na Univerzo v Liverpoolu leta 1946. Dve leti pozneje se je upokojil iz aktivnega znanstvenega dela in postal vodja kolidža Gonville and Caius. Leta 1958 se je z ženo Eileen preselil v Severni Wales, preden se je poročil s Stewart-Brown, s katero sta se poročila leta 1925. Leta 1969 sta se vrnila v Cambridge, da bi bila bližje hčerkama dvojčicama. Chadwick je umrl 5 let kasneje v Cambridgeu.

Poleg Nobelove nagrade je Chadwick prejel Hughesovo medaljo (1932) in Copleyjevo medaljo (1950) Kraljeve družbe, medaljo ameriške vlade za zasluge (1946), Franklinovo medaljo Franklinovega inštituta (1951) in Guthriejevo medaljo fizikalnega inštituta v Londonu (1967). Leta 1945 je bil povišan, imel je častne nazive devetih britanskih univerz in bil član številnih znanstvenih društev in akademij v Evropi in ZDA.

Rabljene knjige

1.http://ru.wikipedia.org

2. http://hirosima.scepsis.ru

Objavljeno na Allbest.ru

Podobni dokumenti

Razvoj fizike dvajsetega stoletja. Rikkejevi poskusi za preizkušanje neatomske narave toka v kovinah, Perrin za določanje mase molekul. Poskusi E. Rutherforda o sipanju alfa delcev na atomih težkih elementov. Odkritje superprevodnosti in superfluidnosti.

tečajna naloga, dodana 01.10.2014


Elementarni delec je delec brez notranje strukture, torej ne vsebuje drugih delcev. Klasifikacija osnovnih delcev, njihovi simboli in masa. Barvni naboj in Paulijev princip. Fermioni kot osnovni sestavni delci vseh snovi, njihove vrste.

predstavitev, dodana 27.05.2012


Lastnosti vseh osnovnih delcev. Povezava med protoni in nevtroni v atomskih jedrih. Klasifikacija osnovnih delcev. Velikost razlike med masama nevtrona in protona. Gravitacijske interakcije nevtronov. Eksperimentalna vrednost življenjske dobe miona.

povzetek, dodan 20.12.2011


Kratek oris življenja, osebnega in ustvarjalnega razvoja velikega angleškega fizika Michaela Faradaya. Faradayeve raziskave na področju elektromagnetizma in odkritje pojava elektromagnetne indukcije, formulacija zakona. Poskusi z elektriko.

povzetek, dodan 23.04.2009


Rutherfordova izkušnja. Študija strukture atoma. Merjenje diferencialnih presekov. Sestava atomskega jedra. Metode merjenja velikosti jeder in porazdelitve mase v njih. Značilnosti protona, nevtrona, elektrona. Tenzorska narava interakcije nukleonov.

predstavitev, dodana 21.06.2016


Značilnosti plinskoelektričnih detektorjev jedrskega sevanja (ionizacijske komore, proporcionalni števci, Geiger-Mullerjevi števci). Fizika procesov v števcih pri registraciji jedrskih delcev. Analiza delovanja Geiger-Mullerjevega števca.

laboratorijske vaje, dodano 24.11.2010


Temeljne fizične interakcije. Gravitacija. elektromagnetizem. Šibka interakcija. Problem enotnosti fizike. Klasifikacija osnovnih delcev. Značilnosti subatomskih delcev. Leptoni. Hadroni. Delci so nosilci interakcij.

diplomsko delo, dodano 2.5.2003


Amplituda sipanja nevtronov v jedrskem mediju, njegovi lomni količniki. Odvisnost polarizacije in rotacijskega kota od prepotovane razdalje nevtronskega žarka. Nevtronska energija v jedrskem okolju. Pridobitev izraza za jedrsko psevdomagnetno polje.

tečajna naloga, dodana 23.07.2010


Nastanek električnega toka, obstoj, gibanje in interakcija nabitih delcev. Teorija o pojavu elektrike, ko prideta v stik dve različni kovini, nastanek vira električnega toka, preučevanje delovanja električnega toka.

predstavitev, dodana 28.01.2011


Življenjska pot Isaaca Newtona - angleškega matematika, fizika in astronoma. Izobraževanje in profesorstvo na Univerzi v Cambridgeu. Poskusi v optiki, izum reflektorskega teleskopa. Odkritja na področju mehanike in matematike.

Ko berilij bombardiramo z α-delci, ki jih oddaja radioaktivni polonij, nastane močno prodorno sevanje, ki lahko premaga takšno oviro, kot je 10-20 debela plast svinca. cm. To sevanje sta skoraj sočasno s Chadwickom opazovala zakonca Joliot-Curie Irene in Frederic (Irene je hči Marie in Pierra Curieja), vendar sta domnevala, da gre za visokoenergijske žarke γ. Ugotovili so, da če parafinsko ploščo postavimo na pot sevanja berilija, se ionizirajoča sposobnost tega sevanja močno poveča. Dokazali so, da sevanje berilija iz parafina izbije protone, ki so v tej snovi, ki vsebuje vodik, prisotni v velikih količinah. Na podlagi proste poti protonov v zraku so ocenili energijo γ-kvanta, ki je sposoben zagotoviti zahtevano hitrost protonom med trkom. Izkazalo se je ogromno - približno 50 MeV.

V svojih poskusih je J. Chadwick v oblačni komori opazoval sledi dušikovih jeder, ki so trčila v sevanje berilija. Na podlagi teh poskusov je ocenil energijo γ-kvanta, ki je sposoben prenesti hitrost, opaženo v poskusu, na dušikova jedra. Izkazalo se je 100-150 MeV. Kvanti γ, ki jih oddaja berilij, ne bi mogli imeti tako ogromne energije. Na podlagi tega je Chadwick ugotovil, da iz berilija pod vplivom delcev α ne oddajajo brezmasni kvanti γ, temveč težki delci. Ker so bili ti delci zelo prodorni in niso neposredno ionizirali plina v Geigerjevem števcu, so bili torej električno nevtralni. To je dokazalo obstoj nevtrona, delca, ki ga je Rutherford napovedal več kot 10 let pred Chadwickovimi poskusi.

Vodik, element, ki ima najpreprostejšo zgradbo. Ima pozitiven naboj in skoraj neomejeno življenjsko dobo. Je najstabilnejši delec v vesolju. Protoni, ki nastanejo ob velikem poku, še niso razpadli. Masa protona je 1,627*10-27 kg ali 938,272 eV. Pogosteje je ta vrednost izražena v elektronvoltih.

Proton je odkril »oče« jedrske fizike Ernest Rutherford. Predstavil je hipotezo, da so jedra atomov vseh kemijskih elementov sestavljena iz protonov, saj njihova masa za celo število krat presega jedro vodikovega atoma. Rutherford je izvedel zanimiv poskus. Takrat so že odkrili naravno radioaktivnost nekaterih elementov. Z alfa sevanjem (alfa delci so visokoenergijska helijeva jedra) je znanstvenik obseval atome dušika. Zaradi te interakcije je delec odletel. Rutherford je predlagal, da gre za proton. Nadaljnji poskusi v Wilsonovi komori z mehurčki so potrdili njegovo domnevo. Tako so leta 1913 odkrili nov delec, vendar se je Rutherfordova hipoteza o sestavi jedra izkazala za nevzdržno.

Odkritje nevtrona

Veliki znanstvenik je našel napako v svojih izračunih in postavil hipotezo o obstoju drugega delca, ki je del jedra in ima skoraj enako maso kot proton. Eksperimentalno ga ni mogel zaznati.

To je leta 1932 naredil angleški znanstvenik James Chadwick. Izvedel je poskus, v katerem je atome berilija obstreljeval z alfa delci visoke energije. Kot posledica jedrske reakcije je iz berilijevega jedra izšel delec, kasneje imenovan nevtron. Za svoje odkritje je Chadwick tri leta pozneje prejel Nobelovo nagrado.

Masa nevtrona se res malo razlikuje od mase protona (1,622 * 10-27 kg), vendar ta delec nima naboja. V tem smislu je nevtralen in hkrati sposoben povzročiti cepitev težkih jeder. Zaradi pomanjkanja naboja lahko nevtron zlahka preide visoko Coulombovo potencialno pregrado in prodre v strukturo jedra.

Proton in nevtron imata kvantne lastnosti (lahko kažeta lastnosti delcev in valov). Nevtronsko sevanje se uporablja v medicinske namene. Visoka prodorna sposobnost omogoča temu sevanju, da ionizira globoko ležeče tumorje in druge maligne tvorbe ter jih zazna. V tem primeru je energija delcev relativno nizka.

Nevtron je za razliko od protona nestabilen delec. Njegova življenjska doba je približno 900 sekund. Razpade na proton, elektron in elektronski nevtrino.

Leta 1920 je Rutherford domneval o obstoju nevtralnega elementarnega delca, ki nastane kot posledica združitve elektrona in protona. Za izvedbo poskusov za odkrivanje tega delca v tridesetih letih je bil J. Chadwick povabljen v laboratorij Cavendish. Poskusi so potekali več let. Z električno razelektritvijo skozi vodik so nastajali prosti protoni, ki so obstreljevali jedra različnih elementov. Izračun je bil, da bo možno želeni delec izbiti iz jedra in ga uničiti ter posredno zabeležiti dejanja izbijanja iz tirnic razpadov protonov in elektronov.

Leta 1930 sta Bothe in Becker obsevala a- delci berilija so odkrili sevanje ogromne prodorne moči. Neznani žarki so šli skozi svinec, beton, pesek itd. Sprva so domnevali, da gre za močno rentgensko sevanje. Toda ta predpostavka ni zdržala kritike. Pri opazovanju redkih trkov z jedri so slednja prejela tako velik povratek, da je bilo za razlago treba domnevati nenavadno visoko energijo rentgenskih fotonov.

Chadwick se je odločil, da so v poskusih Botheja in Beckerja nevtralni delci, ki jih je poskušal zaznati, odleteli iz berilija. Ponavljal je poskuse v upanju, da bo zaznal uhajanje nevtralnih delcev, a brez uspeha. Najdenih ni bilo nobenih sledi. Svoje poskuse je pustil ob strani.

Odločilna spodbuda za nadaljevanje njegovih poskusov je bil članek, ki sta ga objavila Irène in Frédéric Joliot-Curie o sposobnosti sevanja berilija, da izbije protone iz parafina (januar 1932). Ob upoštevanju rezultatov Joliot-Curieja je modificiral poskuse Botheja in Beckerja. Diagram njegove nove instalacije je prikazan na sliki 30. Berilijevo sevanje je nastalo z razprševanjem a- delci na berilijevi plošči. Na pot sevanja je bil postavljen parafinski blok. Ugotovljeno je bilo, da sevanje izbije protone iz parafina.

Zdaj vemo, da je sevanje berilija tok nevtronov. Njihova masa je skoraj enaka masi protona, tako da nevtroni prenesejo večino svoje energije na protone, ki so izbili iz parafina in so imeli energijo približno 5,3 MeV. Chadwick je takoj zavrnil možnost razlage izbijanja protonov s Comptonovim učinkom, saj je bilo v tem primeru treba domnevati, da imajo fotoni, razpršeni na protonih, ogromno energijo okoli 50 MeV(takrat še niso bili znani izvori tako visokoenergijskih fotonov). Zato je zaključil, da se opazovana interakcija odvija po shemi
Joliot-Curiejeva reakcija (2)

V tem poskusu niso bili le prvič opaženi prosti nevtroni, ampak je bila to tudi prva jedrska transformacija - proizvodnja ogljika s fuzijo helija in berilija.

Naloga 1. V Chadwickovem poskusu so imeli protoni, izbiti iz parafina, energijo 5,3 MeV. Pokažite, da morajo protoni pridobiti takšno energijo med sipanjem fotonov le-ti imeti energijo 50 MeV.

Potem ko je bilo odkrito, da so snovi sestavljene iz molekul, te pa iz atomov, so se fiziki soočili z novim vprašanjem. Treba je bilo ugotoviti zgradbo atomov – iz česa so sestavljeni. Tudi njegovi učenci so se lotili rešitve tega zahtevnega problema. V začetku prejšnjega stoletja so odkrili proton in nevtron

Že E. Rutherford je domneval, da je atom sestavljen iz jedra in elektronov, ki krožijo okoli njega z ogromno hitrostjo. Toda iz česa je sestavljeno jedro atoma, ni bilo povsem jasno. E. Rutherford je predlagal hipotezo, da mora atomsko jedro katerega koli kemičnega elementa vsebovati jedro

Kasneje je bilo dokazano z vrsto poskusov, ki so privedli do odkritja protona. Bistvo eksperimentalnih poskusov E. Rutherforda je bilo v tem, da so bili atomi dušika obstreljeni z alfa sevanjem, s pomočjo katerega so bili nekateri delci izbiti iz atomskega jedra dušika.

Ta proces je bil posnet na fotoobčutljivem filmu. Vendar je bil sij tako šibek in tudi občutljivost filma je bila nizka, zato je E. Rutherford predlagal, naj njegovi učenci, preden začnejo s poskusom, preživijo več ur zapored v temni sobi, tako da njihove oči vidijo komaj opazno svetlobni signali.

V tem poskusu je bilo na podlagi značilnih svetlobnih sledi ugotovljeno, da so bili delci, ki so bili izbiti, jedra vodikovih in kisikovih atomov. Hipoteza E. Rutherforda, ki ga je pripeljala do odkritja protona, je bila briljantno potrjena.

E. Rutherford je predlagal, da se ta delec imenuje proton (v prevodu iz grščine "protos" pomeni prvi). V tem primeru moramo to razumeti tako, da ima atomsko jedro vodika takšno strukturo, da je v njem prisoten samo en proton. Tako je bil odkrit proton.

Ima pozitiven električni naboj. V tem primeru je količinsko enak naboju elektrona, le predznak je nasproten. To pomeni, da se izkaže, da se proton in elektron uravnotežita. Zato so vsi predmeti, ker so sestavljeni iz atomov, sprva nenaelektreni, električni naboj pa prejmejo, ko nanje začne delovati električno polje. Struktura atomskih jeder različnih kemičnih elementov lahko vsebuje večje število protonov kot v atomskem jedru vodika.

Po odkritju protona so znanstveniki začeli razumeti, da jedro atoma kemičnega elementa ni sestavljeno samo iz protonov, saj so pri fizičnih poskusih z jedri atoma berilija odkrili, da obstajajo štiri enote v jedro, medtem ko je na splošno masa jedra - devet enot. Logično je bilo domnevati, da še pet enot mase pripada nekim neznanim delcem, ki nimajo električnega naboja, saj bi se sicer porušilo ravnovesje med elektroni in protoni.

Študent E. Rutherforda je izvajal poskuse in uspel zaznati osnovne delce, ki so leteli iz atomskega jedra berilija, ko so bili obstreljeni z alfa sevanjem. Izkazalo se je, da nimajo električnega naboja. Odsotnost naboja je bila odkrita zaradi dejstva, da ti delci niso reagirali. Nato je postalo jasno, da je bil odkrit manjkajoči element strukture atomskega jedra.

Ta delec, ki ga je odkril D. Chadwick, so poimenovali nevtron. Izkazalo se je, da ima enako maso kot proton, vendar, kot že rečeno, nima električnega naboja.

Poleg tega je bilo eksperimentalno potrjeno, da je število protonov in nevtronov enako zaporedni številki kemijskega elementa v periodnem sistemu.

V vesolju lahko opazujete predmete, kot so nevtronske zvezde, ki so pogosto zadnja stopnja v evoluciji zvezd. Takšne nevtronske zvezde so zelo goste.