原子是如何发现的

科学家在17世纪到18世纪通过实验 , 证实了原子的真实存在 。
19世纪初英国化学家道尔顿在进一步总结前人经验的基础上 , 提出了具有近代意义的原子学说 , 这种原子学说的提出开创了化学的新时代 , 解释了很多物理、化学现象 。
原子论是元素派学说中最简明、最具科学性的一种理论形态 。英国自然科学史家 丹皮尔 认为 , 原子论在科学上 “要比它以前或以后的任何学说都更接近于现代观点” 。
原子是怎么发现的科学家在17世纪到18世纪通过实验 , 证实了原子的真实存在 。19世纪初英国化学家道尔顿在进一步总结前人经验的基础上 , 提出了具有近代意义的原子学说 , 这种原子学说的提出开创了化学的新时代 , 解释了很多物理、化学现象 。原子论是元素派学说中最简明、最具科学性的一种理论形态 。英国自然科学史家丹皮尔认为 , 原子论在科学上“要比它以前或以后的任何学说都更接近于现代观点” 。
原子是如何被发现的.中子、质子的发现
在早期的放射性研究中 , 卢瑟福已经发现放射性物质所发出的射线实际属于不同的种类 , 他把带正电的命名为α射线 , 把带负电的命名为β射线 , 把那些不受磁场影响的电磁波称为γ射线 。1910年 , 卢瑟福用α粒子轰击原子 , 发现了原子核的存在 。从而建立了原子的有核模型 。
如果原子有核 , 那么原子核是由什么构成的呢?由于原子表现出电中性 , 它一定是带正电的 , 其带电量与核外电子所带负电量一样 。1914年 , 卢瑟福用阴极射线轰击氢 , 结果使氢原子的电子被打掉 , 变成了带正电的阳离子 , 它实际上就是氢的原子核 。卢瑟福推测 , 它就是人们从前所发现的与阴极射线相对的阳极射线 , 它的电荷量为一个单位 , 质量也为一个单位 , 卢瑟福将之命名为质子 。
1919年 , 卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子 , 结果发现有质子从氮原子核中被打出 , 而氮原子也变成了氧原子 。这可能是人类第一次真正将一种元素变成另一种元素 , 几千年来炼金术士的梦想第一次成为现实 。但是 , 这种元素的嬗变暂时还没有实用价值 , 因为几十万个粒子中才有一个被高能粒子打中 。到1924年 , 卢瑟福已经从许多种轻元素的原子核中打出了质子 , 进一步证实了质子的存在 。
发现了电子和质子之后 , 人们一开始猜测原子核由电子和质子组成 , 因为α粒子和β粒子都是从原子核里放射出来的 。但卢瑟福的学生莫塞莱(1887—1915年)注意到 , 原子核所带正电数与原子序数相等 , 但原子量却比原子序数大 , 这说明 , 如果原子核光由质子和电子组成 , 它的质量将是不够的 , 因为电子的质量相比起来可以忽略不计 。基于此 , 卢瑟福早在1920年就猜测可能还有一种电中性的粒子 。
卢瑟福的另一位学生查德威克(1891—1974年)就在卡文迪许实验室里寻找这种电中性粒子 , 他一直在设计一种加速办法使质子获得高能 , 从而撞击原子核 , 以发现有关中性粒子的证据 。1929年 , 他准备对铍原子进行轰击 , 因为它在α粒子的撞击下不发射质子 , 有可能分裂成两个α粒子和一个中子 。
与此同时 , 德国物理学家波特及其学生贝克尔已经先走一步 。从1928年开始 , 他们就在做对铍原子核的轰击实验 , 结果发现 , 当用α粒子轰击它时 , 它能发射出穿透力极强的射线 , 而且该射线呈电中性 。但他们断定这是一种特殊的γ射线 。在法国 , 居里夫人的女婿和女儿约里奥—居里夫妇也正在做类似的实验 , 波特的结果一发表 , 就被他们进一步证实了 , 但他们也误认为新射线是一种γ射线 。
这一年是1932年 , 见到德国和法国同行的实验结果后 , 查德威克意识到这种新射线很可能就是多年来苦苦寻找的中子 。他立即着手实验 , 花了不到一个月的时间 , 就发表了“中子可能存在”的论文 。他指出 , γ射线没有质量 , 根本就不可能将质子从原子核里撞出来 , 只有那些与质子质量大体相当的粒子才有这种可能 。其次 , 查德威克用云室方法测量了中子的质量 , 还确证了中子确实是电中性的 。中子就这样被发现了 。约里奥—居里后来谈到 , 如果他们去听了卢瑟福于1932年在法国的一次演讲 , 就不会坐失这次重大发现的良机 , 因为卢瑟福那次正好讲到自己关于中子存在的猜想 。查德威克由于发现中子而获1935年度诺贝尔物理奖 。