卢瑟福发现质子 要想干活,就会想到工具。打碎原子核的有效“工具”是中子。但当初人们想 到中子时,并没有想到它是这样一种“工具”。它靠科学的内在规律被发现。 一、前奏:卢瑟福发现质子 一次大战后,J ·J ·汤姆生退休,欧内斯特·卢瑟福接替他的老师主持卡文 迪许。这是合乎逻辑的。 实验室的房子显得古老了,设备也已显得陈旧。但是,卢瑟福立即使它恢复了 生气。 詹姆斯·查德威克与卢瑟福一起从曼彻斯特来到了卡文迪许。他看到的情形是 :未铺地毯的地板,失去油漆光泽的松木门,弄脏了的粉刷墙壁,装着肮脏玻璃的 天窗…… 但实验室的新主人却生气勃勃。那时卢瑟福50多岁,脸色依然红润,一头稀薄 的浅色头发,下巴上有一把浓重的胡子。 实验室来了一位新的成员,他是马克·奥利芬特。奥利芬特后来回忆在卢瑟福 办公室自己被接见的情景时说:“卢瑟福亲切地接待了我,他强烈地使我想起了在 阿德莱得(我部分的童年是在那里度过的)后面山中的一个小村庄里管理杂货店和 邮包的负责人。这使我立刻觉得受到了欢迎并驱除了拘束之感。” 奥利芬特还说, 他随后注意到,卢瑟福不时地用火柴点烟斗,烟从他的巨大烟斗和胡须间冒出来, 看上去,卢瑟福就像一座喷着烟雾的火山。 卢瑟福总是用简单的实验仪器做出惊人的发现。发现原子核之后,他又有了新 的发现。来到卡文迪许,他招来了詹姆斯·查德威克 与卢瑟福一起研究α粒子散射现象导致原子核的发现的欧内斯特·马斯登曾发 现用α粒子轰击氢原子,氢原子会出现反跳现象,正像在弹子游戏中小弹子同大弹 子相碰时出现的情况一模一样。 进一步的实验使马斯登得出结论:氢来自放射性物质本身。这一猜测如果是真 的,那结果将是惊人的—一向来人们只发现放射性原子在衰变过程中仅仅放出氦核、 β电子和γ射线。现在看来,情况并不这样简单。 马斯登没有把事情做完,于1915年回到新西兰去了。这样,卢瑟福便亲自追踪 这一奇怪的现象。 最后,经过大量的实验,卢瑟福发现,马斯登实验中所发现的氢核,实际上是 构成原子的另一种微粒——质子。 卢瑟福是用α粒子轰击氮发现质子的,他宣布时说,是氮原子被分解了。 尽管声明是低调的,但“原子被分解”,这可是重磅的新闻,于是,报纸上出 现了这样的大标题:欧内斯特·卢瑟福分裂了原子。 自然,这不是原子的分裂,而是像卢瑟福讲的那样,是氮原子的分解,或者准 确地讲,这是一次原子的人工嬗变。 一个α粒子( 原子量为4)同一个氮原子( 原子量为14) 相撞,打出一个氢核。 不久,卢瑟福自己将这种新发现的粒子称为质子。