Открытие протона и нейтрона презентация

Открытие протона
Когда выяснилось, что ядра атомов имеют сложное строение, встал вопрос о том, из каких именно частей он состоит.
В 1913 г. Э. Резерфорд выдвинул гипотезу, что одной из частиц, входящих в ядро атома любого химического элемента должно быть ядро атома водорода, т.к. было известно, что массы атомов химических элементов превышают массу атома водорода в целое число раз. и состоят из отдельных частиц.
Эрнест Резерфорд

В 1919 г. Резерфорд поставил опыт по исследованию взаимодействия α-частиц с ядрами атомов азота. В этом опыте α -частица, летящая с огромной скоростью, при попадании в ядро атома азота выбивала из него какую-то частицу. По предположению Резерфорда, этой частицей было ядро атома водорода, которое он назвал протоном. Но поскольку наблюдение этих частиц велось методом сцинтилляций (т.е. вспышек на экране, в который попадали частицы), то нельзя было точно определить, какая именно частица вылетела из ядра атома азота.
Схема опытов Резерфорда по обнаружению протонов в продуктах расщепления ядер. К – свинцовый контейнер с радиоактивным источником α-частиц, Ф – металлическая фольга, Э – экран, покрытый сульфидом цинка, М – микроскоп

Удостовериться в том, что из ядра атома вылетал протон, удалось в камере Вильсона. Через прозрачное круглое окошко камеры Вильсона даже невооружённым глазом можно увидеть траектории частиц, быстро движущихся в ней. На рисунке видны расходящиеся веером прямые линии - следы α-частиц, не ударившихся об ядро атома азота. Но след одной α-частицы раздваивался, образуя «вилку». Это значит, что в точке раздвоения траектории произошло взаимодействие α-частиц с ядром атома азота, в результате чего образовались ядра атомов кислорода и водорода.

Возможные треки α-частиц в камере Вильсона
При дальнейшем исследовании взаимодействия α -частиц с ядрами других элементов, было выяснено, что из всех этих ядер α -частицы выбивали протоны. Значит, протоны входят в состав ядер атомов всех химических элементов.

Открытие нейтрона
При бомбардировке бериллия α-частицами, испускаемыми радиоактивным полонием, возникает сильное проникающее излучение, способное преодолеть такую преграду, как слой свинца толщиной в 10–20 см.
Дж.Чедвик в 1932 г. выполнил серию экспериментов по всестороннему изучению свойств этого излучения, возникающего при облучении бериллия α-частицами. В своих опытах Чедвик использовал различные методы исследования ионизирующих излучений.
Джеймс Чедвик

Дж. Чедвик в своих опытах наблюдал в камере Вильсона треки ядер азота, испытавших столкновение с бериллиевым излучением. На основании этих опытов он сделал оценку энергии γ-кванта, способного сообщить ядрам азота наблюдаемую в эксперименте скорость. Она оказалась равной 100–150 МэВ. Такой огромной энергией не могли обладать γ-кванты, испущенные бериллием. На этом основании Чедвик заключил, что из бериллия под действием α-частиц вылетают не безмассовые γ-кванты, а достаточно тяжелые частицы. Эти частицы обладали большой проникающей способностью и непосредственно не ионизировали газ в счетчике Гейгера, следовательно, они были электронейтральны. Так было доказано существование нейтрона – частицы, предсказанной Резерфордом более чем за 10 лет до опытов Чедвика.
Схема установки для обнаружения нейтронов

Открытие нейтрона.
Ирен
Жолио-Кюри (1897-1956)
Фредерик Жолио-Кюри (1900-1958)
При бомбардировке бериллия α-частицами обнаруживалось какое-то сильно проникающее излучение, способное преодолеть такую преграду, как свинцовая пластина в 10-20 см толщиной.
Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио-Кюри предложили, что излучение бериллия выбивает из парафиновой пластины протоны.
Они с помощью камеры Вильсона обнаружили эти протоны и по длине пробега оценили их энергию.
Если протоны ускорялись в результате столкновения с γ-квантами, то их энергия должна быть около 55 МэВ.