§ 60 Открытие протона и нейтрона
Когда стало очевидно, что атомное ядро имеет внутреннюю структуру, учёные начали искать элементарные частицы, из которых оно построено. В 1913 году Эрнест Резерфорд высказал предположение, что одной из таких частиц является ядро атома водорода, то есть протон.
Открытие протона
В 1919 году Резерфорд осуществил первую в истории искусственную ядерную реакцию. Он облучал ядра азота α-частицами. В результате столкновения образовывались ядро кислорода и частица водорода:
¹⁴₇N + ⁴₂He → ¹⁷₈O + ¹₁H
Так была экспериментально обнаружена положительно заряженная частица — протон, масса которого составляет примерно 1 атомную единицу массы (а.е.м.).
Необходимость существования новой частицы
Однако изучение атомных ядер показало, что их масса чаще всего значительно больше, чем сумма масс содержащихся в них протонов. Чтобы объяснить эту разницу, Резерфорд в 1920 году предположил наличие ещё одной частицы — нейтральной по заряду, но примерно равной протону по массе.
Открытие нейтрона
В 1932 году Джеймс Чедвик подтвердил это предположение опытами и обнаружил новую частицу — нейтрон (¹₀n).
Нейтрон:
- не имеет электрического заряда,
- немного тяжелее протона,
- входит в состав всех атомных ядер, кроме ядра атома водорода.
Строение атомных ядер
Итак, атомные ядра состоят из двух типов частиц:
- протонов — положительно заряженных,
- нейтронов — нейтральных.
Вместе эти частицы называют нуклонами.