ОТКРЫТИЕ НЕЙТРОНА
Загадка атомного ядра была разрешена лишь в 1932 г., после того как обнаружили новую частицу, о которой мы пока не говорили. Ещё в 1921 г. Резерфорд высказал мысль о том, что может существовать ядро с зарядом, равным нулю, и с весом, равным весу
31
Протона. Подобные частицы должны обладать совершенно необычайными свойствами. Протон или альфа - частица, пролетая мимо атомов и через них, отрывают от атомов электроны и в результате оставляют за собой ионный след, видимый в камере Вильсона. Незаря - жённая же частичка ионизовать атомы не будет и её путь обнаружить в камере нельзя.
Заряжённая частичка пробегает в веществе лишь сравнительно небольшой путь, так как растрачивает свою энергию на ионизацию (мы уже говорили, что путь альфа-частиц радия в воздухе измеряется сантиметрами). Незаряжённая же частица на создание ионов свою энергию не тратит и поэтому может свободно проходить через вещество.
|
Рис. 12. Проходя через камеру Вильсона, наполненную водородом, нейтрон передал свою энергию протону, след которого виден на снимке. |
На первый взгляд кажется, что мы вообще лишены возможности обнаружить такую частицу, для которой «все двери открыты». Но, к счастью, это не так, В 1932 г. Чадвик — ближайший сотрудник Резерфорда — доказал, что незаряжённая частица весом в единицу существует. Новая частица получила название нейтрона.
Каюим же образом удалось обнаружить нейтрон?
|
Шариков стойл на |
Всё сказанное выше о свойствах незаряжённых частиц, таких, как нейтрон, правильно, но всё же не вполне. Проходя мимо атома или через атом, нейтрон действительно не испытывает никакого торможения. Но ведь нейтрон может столкнуться и с атомным ядром. А при таком столкновении произойдёт то же, что при ударе двух стальных шариков: если до удара один из месте, а другой двигался, то после удара оба ширика придут в движение; если же вес шариков одинаков, то при лобовом ударе первый шарик после удара должен совсем остановиться, передав всю свою энергию второму. Следовательно, когда
32
Нейтрон столкнётся в лоб с протоном, который имеет такой же вес, как и нейтрон, то протон получит всю энергию нейтрона, т. е. начнёт двигаться с такой же скоростью, с какой до удара двигался нейтрон. Но если быстрый нейтрон невидим, то быстрый протон оставляет ионный след и его можно «видеть» в камере Вильсона. Таким образом и был открыт нейтрон.
При обстреле элемента бериллия альфа-частицами было обнаружено, что альфа-частица захватывается ядром бериллия, которое превращается в ядро углерода. Это последнее ядро, в свою очередь, давало какое-то неизвестное излучение, которое, как оказалось, и состоит из нейтронов. Все эти превращения мы можем записать так:
(бериллий)|-(- (гелий) 2-і'(УглеР0Д) 1І'КУглеРод)1б-|-'нейтрон.
Если пучок нейтронов пропустить через камеру Вильсона, наполненную, например, водородом, то на снимках иногда появляются следы протонов (рис. 12), получивших энергию при соударении с нейтронами.
