
查德威克
查德威克1891年10月生于英國曼徹斯特,1911年以優異成績畢業于曼徹斯特大學物理學院,1911年~1913年在盧瑟福指導下在該大學從事放射性研究并獲理學碩士學位。1923年被任命為卡文迪許實驗室主任助理,至1935年。在這段時間里與盧瑟福合作,于1932年發現了中子。中子的發現,一方面打開了人類認識原子核內部結構的大門,另一方面又為人類進一步進行人工核反應研究提供了更有效的實驗手段。查德威克1935年獲諾貝爾物理學獎。
1919年盧瑟福通過用α粒子轟擊氮原子放出氫核,而發現了質子。1920年他在一次演說中談到,既然原子中存在帶負電的電子和帶正電的質子,為什么不能存在不帶電的“中子”呢?他當時設想的中子是電子與質子的結合物。1930年,德國物理學家博特和貝克爾用剛發明不久的蓋革繆勒計數器,發現金屬鈹在α粒子轟擊下,產生一種貫穿性很強的輻射,當時他們認為這是一種高能量的硬γ射線。1932年約里奧·居里夫婦重復了這一實驗,他們驚奇地發現,這種硬γ射線的能量大大超過了天然放射性物質發射的γ射線的能量。同時他們還發現,用這種射線去轟擊石蠟,竟能從石蠟中打出質子來。約里奧·居里夫婦把這種現象解釋為一種康普頓效應。但是打出的質子能量高達5.7MeV,按照康普頓公式,入射的γ射線能量至少應為50MeV,這在理論上是解釋不通的。查德威克把這一情況報告了盧瑟福,盧瑟福聽了后很興奮激動,但他不同意約里奧·居里夫婦的解釋。查德威克很快重做了上面的實驗。他用α粒子轟擊鈹,再用鈹產生的射線轟擊氫、氮,結果打出了氫核和氮核。由此,他斷定這種射線不可能是γ射線。因為γ射線不具備將從原子中打出質子所需要的動量。他認為,只有假定從鈹中放出的射線是一種質量跟質子差不多的中性粒子,才能解釋。
他用儀器測量了被打出的氫核和氮核的速度,并由此推算出了這種新粒子的質量。查得威克還用別的物質進行實驗,得出的結果都是這種未知粒子的質量與氫核的質量差不多。由于這種粒子不帶電,所以叫做中子。后來更精確的實驗測出,中子的質量非常接近于質子的質量,只比質子質量約大千分之一。查德威克將他的研究成果寫成論文“中子的存在”發表在皇家學會的學報上。查德威克從重復約里奧·居里夫婦的實驗,到發現中子,前后不到一個月。這一方面是由于前人的工作為他打下了基礎,主要的還是由于他能打破常規,有大膽的創新精神,敢于破除傳統思想的束縛。而約里奧·居里夫婦雖然已經遇到了中子,由于沒有作出正確的解釋,而與中子失之交臂,錯過了發現中子的機會
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