第418章 玻尔再次质疑!质子的产生原理!核(2/2)
如此层层递进,原子的秘密正一点点展现出来。
而这些成果,全都是在卡文迪许完成的。
那里,简直就是所有人心中原子学的圣地。
不过,和吴有训的实验一样,很快就有人对卢瑟福的实验提出了质疑。
质疑的人又是玻尔。
玻尔最近一直关注着和量子论有关的一切。
而原子结构更是量子论的根基所在,是理论的基础。
所以,原子结构领域的任何成果,玻尔都会去研究。
他期待着从实验中找到灵感,让量子论产生突破。
这一次,玻尔没有提出否定守恒定律,这种骇人听闻的观点。
他的质疑很有道理。
玻尔在文章中说道:
“卢瑟福教授虽然证明了α粒子撞击氮原子核后,能产生质子。”
“但是他对于质子的产生机理,并没有给出准确的说明。”
“质子的产生有两种情况。”
“一是α粒子直接从氮原子核中打出的,这也是卢瑟福教授在论文中偏向的观点。”
“但还有另外一种情况。”
“那就是α粒子撞击氮原子核后,两者先粘在了一起,形成了复合核。”
“然后这个复合核再发生了衰变,放出一个质子。”
“所以,我认为,需要继续通过实验证实,质子的产生原因到底是哪种情况。”
量子研究所。
当李奇维看到玻尔的问题后,不由得笑了笑。
他当然知道答案,是第二种。
其实卢瑟福的实验结果,如果用方程式表示,应该是这样:
n+α粒子=o+质子。
α粒子是氦原子核,由两个质子和两个中子组成。
n原子核中有7个质子。
当α粒子冲进n原子核后,形成的复合核的质子就变成了九个。
对应元素周期表中的第九号元素:氟。(元素周期表的顺序就是按照质子数排列的)
但是这种复核很不稳定,刚形成就会发生衰变,挤出去一个质子。
这时,复核的质子数就变成八个,对应第八号元素:氧。
此时形成的也就是氧原子核。
从卢瑟福发现质子的过程中可以看出,其实已经出现了核裂变的迹象。
如果有细心的人,深究这个问题,很容易提出核裂变的概念。
但是,这都是用后世的眼光看待问题。
当时的物理学家们,可不懂这些。
毕竟连中子都还没有被发现呢。
所谓的衰变也只是仿照当时的放射性,提出的概念解释。
物理学家们对于真正的机理其实是未知的。
但这并不妨碍解决这个问题。
因为,想要证明玻尔的疑问,并不需要搞清楚原子的所有结构。
真实历史上,这个实验是由英国物理学家布拉凯特完成的。
但现在,情况变了。
卡文迪许实验室。
当卢瑟福看到玻尔的问题后,立刻眉头微皱。
他不得不承认,玻尔的问题一针见血,而且直指本质。
这个问题必须要解决!
一旁的威尔逊静静思考了一会,脸上露出了笑容。
吴-康普顿效应的提出,让威尔逊最近意气风发。
连带着头脑都变灵光了。
“阿卢,我想到一个思路。”
“用我的云室就可以轻易解决这个问题。”
卢瑟福微微一笑,“哦?阿威,你仔细说说。”
威尔逊自信道:
“我们可以在充氮的云室中重新做这个实验。”
“如果质子的产生是第一种原因,那么在云室内应该能观察到四条径迹。”
“分别是:入射α粒子的径迹、碰撞后散射的α粒子的径迹、质子的径迹、抛出质子后核的反冲径迹。”
“但如果是第二种原因,那么云室内就只能观察到三种径迹。”
“分别是:入射α粒子的径迹、质子的径迹、抛出质子后核的反冲径迹。”
“第二种相比第一种,少了碰撞后散射的α粒子的径迹。”
“因为它们都已经融合在氮原子核中了。”
卢瑟福听完威尔逊的实验方案后,忍不住赞叹。
“妙啊!”
“阿威,你的云室实在太有用了。”
只要在云室中观察径迹的数量,就能搞清楚质子的产生原因。
这太符合物理学之美了。
威尔逊微微一笑,深藏功与名。
卢瑟福很激动,说干就干,但不是自己干。
“查德威克,你过来一下。”
“有个重要实验交给你。”
查德威克听完后,神色激动,兴冲冲地就赶去做实验了。
卢瑟福看着他的背影,感叹道:
“还是年轻好啊。”
“好骗。”
查德威克废寝忘食,拍了两万多张威尔逊云室照片,分析了四十多万条粒子的轨迹。
最终经过准确的分析,发现云室中只有三种粒子径迹。
结果明确了!
质子的产生就是玻尔说的第二种原因。
当卢瑟福把论文发表后,立刻又引起了轰动。
众人惊讶,卢瑟福果然不愧是实验大佬,这么快就设计并完成了实验。
很快,又有很多物理学家,利用同样的方法,使氟、钠、铝等原子核发生了类似的转变,并且都产生了质子。
各种原子核里都轰击出质子。
卢瑟福的实验结果再无任何质疑。
质子就是原子核的组成部分。
轰动物理学界的卢瑟福,第一时间,就带着查德威克等人,来到了量子研究所。
他要向自己的老友,布鲁斯教授,狠狠地炫耀一番。
“布鲁斯,马上就到新年了。”
“皇家学会在年前准备举办一场报告会。”
“你有没有收到邀请?”
“哎,汤姆逊教授非要我去分享一下质子的发现过程,我也不想去啊。”
李奇维看着卢瑟福臭屁的样子,佯怒道:
“怎么,我的波粒二象性比不上你的质子啊。”
“原子核可再分,还是我最先提出来的呢。”
“要不是我实验能力不行,哪里轮得上你小子。”
“你应该把质子命名为李子。”
“.”
旁边的查德威克等人看的目瞪口呆。
大佬们都这么幼稚的嘛
嬉笑过后,李奇维眼眸深邃,喃喃道:
“既然质子已经发现,那么也该预言中子的存在了。”
物理学界即将再次震动!
(本章完)