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首页 > 《教育学文摘》 > 2021年31期 > 解读中子的发现

（整期优先）网络出版时间：2022-01-06

作者: 钱茂莎

文化科学 >教育学

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解读中子的发现

钱茂莎

四川省贸易学校 625000

到1930年，物理学家用天然放射性元素钋（Po）放出的α-射线轰击铍（Be）,发现了从铍发出一种看不见的穿透能力很强的射线。一时大家还弄不清楚这种新发现的射线是由什么粒子组成的。不少人认为它是能量很高的光子组成的γ-射线，但是，用这种观点来解释实验结果时，出现了无法克服的矛盾。看来这是一种错误、不得不放弃的看法。

1932年，英国物理学家查得威克用这种射线来轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核，他测量了被打出的氢核和氮核的速度。

被打出的氢核的速度是不同的，查得威克认为速度最大的氢核是由于未知射线中的粒子与它正碰的结果，其他速度较小的是由于斜碰的结果。设m是未知粒子的质量，v是它的速度，是氢核的质量，v_H是被打出的氢核的最大速度。假定它们间的碰撞是弹性碰撞，氢核在未被打出前可以认为是静止的，可得：

对于打出氮核的实验，设是氮核的质量，是被打出的氮核的最大速度，同样可以得到，

我们知道，氮核的质量m_N是氢核m_H的14倍，把上述两式相除以消去未知的v，并用14m_H来代替m_N，可得

查得威克在实验中测得的氢核的最大速度是3.3х10⁹厘米/秒，氮核的最大速度是4.7х10⁸厘米/秒。把测得的数值代入上式进行计算，他得出m=1.15m_H。

查得威克还用别的物质来代替氢和氮重作这个实验，得到的结果都是这种未知粒子的质量差不多等于氢核的质量。这样，查得威克就发现了一种新的与氢核（质子）的质量差不多的粒子。由于这种粒子不带电，所以叫做中子。

后来的更精确的实验测出，中子的质量非常接近于质子的质量，只比后者大千分之一多（中子的质量是1.674920х10^-24克，质子的质量是1.672614х10^-24克）。

中子发现后，人们很快就认质子和中子组成的，这对原子核物理的发展，起了很大的促进作用，打开了人类进入原子能时代的大门，1935年的诺贝尔物理学奖因此由查德威克获得，中子根据微观粒子的波粒二象性，具有波动性且不带电，它的半径约为0.8× m中子是研究核反应很好的轰击粒子，容易打进原子核内，引起各种核反应。中子弹、氢弹、原子弹是核武器的3个重要组成部分。中子弹主要靠中子的辐射起到杀伤作用，有效的范围内杀伤建筑内的人员和装甲坦克等车。中子弹是现代军事实现生产和部署的第三代世界范围的核武器。