Открытие протона

В 1913 году Э. Резерфорд выдвинул гипотезу о том, что одной из частиц, входящих в состав атомных ядер всех химических элементов, является ядро атома водорода. Т. к. массы атомов химических элементов превышают массу атома водорода в целое число раз (т.е. кратны ей).

Впервые в истории человечества искусственное превращение ядер было осуществлено Резерфордом в 1919 году. Вывод: для разрушения или преобразования ядра нужна очень большая энергия. Ядро весьма устойчиво. Не вызывают превращения элементов и не влияют на скорость радиоактивного распада Высокая температура Давление ЭМ поле

Носители большой энергии -- - частицы, вылетающие из ядер при радиоактивном распаде.

Трубка для откачки воздуха Камера, заполненная воздухом Микроскоп Экран Источник -частиц Трубка для заполнения азотом 1919 год. Опыт Резерфорда Наблюдение велось методом сцинтилляций.

Окно для впуска частиц Стереофотокамера Источник света Колеблющийся поршень Экран светится под действием других (не -) частиц. Применение другой установки.

Обнаружение протона

Протон Обозначение: 1 1 p, 1 1 Н q p = 1, * 10 – 19 Кл = +1 е m p = 1, * 10 – 27 кг = 1 а.е.м

Реакция превращения N He 4 2 O p 1 1 Вывод: Ядра атомов всех элементов содержат протоны.

Другими исследователями изучалось взаимодействие - частиц с атомами бора, фтора, натрия, алюминия, фосфора, неона, магния. Ядра тяжелых элементов конца периодической системы не испытывали превращений.

Задание: Определите неизвестный продукт X каждой из ядерных реакций. В He 4 2 X + A Z p 1 1 F He 4 2 X + A Z p 1 1 Al He 4 2 X + A Z p 1 1 P He 4 2 X + A Z p 1 1

Открытие нейтрона

1920 год. Гипотеза Резерфорда о возможности существования в атомном ядре нейтральной частицы с массой ~ m p. Самому Резерфорду обнаружить эту частицу не удалось.

Спустя 10 лет (в 1930 году) немецкие ученые В. Боте и Г. Беккер обнаружили, что при облучении - частицами бериллия и лития возникает неизвестное излучение с огромной проникающей способностью.

Обнаружение «бериллиевого излучения» полоний альфа- частицы бериллий парафин протоны Регистрирующее устройство Проникающие лучи

В 1932 году французские ученые Федерик и Ирен Жолио – Кюри выяснили, что эти лучи почти не ионизуют воздух, через который проходят выбивают из парафина протоны.

Джеймс Чедвик Ученик Резерфорда. В 1932 году занимался исследованием «бериллиевого излучения». Установил, что оно является потоком нейтральных частиц – нейтронов.

Нейтрон Обозначение: 1 0 n q n = 0 m n = 1, * 10 – 27 кг = 1 а.е.м m n > m p на 0, 2 %

Реакция превращения B He 4 2 N n 1 0 Be He 4 2 C n 1 0

Загадка нейтрона Их нет в природе в свободном виде: ни в воздухе, ни в земных породах Нейтроны неустойчивы, нестабильны. Объяснение: Нейтрон, освобожденный из ядра, через секунд самопроизвольно распадается.

Реакция распада нейтрона: n 1 0 p 1 1 e e нейтрон протон электронное нейтрино электрон

Задача Определите неизвестный продукт X каждой из ядерных реакций. N He 4 2 X + A Z p 1 1 Al n 1 0 X + A Z He 4 2 Be p 1 1 X + A Z He 4 2 B He 4 2 X + A Z n 1 0 O 17 8 Na Li 6 3 N 14 7

Джеймс Чедвик