Პროტონისა და ნეიტრონების აღმოჩენა

მას შემდეგ აღმოაჩინა, რომ ნივთიერებები შედგება მოლეკულებისგან, ხოლო თავის მხრივ - ატომებიდან, ახალი შეკითხვა ფიზიკოსების წინაშე. აუცილებელი იყო ატომების სტრუქტურის ჩამოყალიბება - რა გააკეთეს მათგან. ე. რუტერფორდმა და მისმა მოწაფეებმა გადაწყვიტეს ამ რთული ამოცანის გადაჭრა. მათ მიერ პროტონისა და ნეიტრონების აღმოჩენა აღმოჩნდა გასული საუკუნის დასაწყისში

ე. რუტერფორდს უკვე ჰქონდა წინადადებები, რომ ატომი შედგება ბირთვიდან და ირგვლივ დიდი სიმაღლეზე ელექტრონებით მოძრაობს. მაგრამ რა ატომის ბირთვი შედგება არ იყო მთლიანად ნათელი. ე. რუტერფორდმა წარმოადგინა ჰიპოთეზა, რომ წყალბადის ატომის ბირთვი უნდა იყოს ნებისმიერი ქიმიური ელემენტის ატომური ბირთვების ნაწილი .

ეს ჰიპოთეზა მოგვიანებით დადასტურდა მთელი რიგი ექსპერიმენტები, რამაც გამოიწვია პროტონის აღმოჩენა. რუთერფორდის ექსპერიმენტული ექსპერიმენტის არსი იყო ის, რომ აზოტის ატომები ალფა-გამოსხივებას აფერხებდნენ, რომლითაც ზოგიერთი ნაწილაკები აზოტის ატომური ბირთვიდან გავიდნენ.

ეს პროცესი ფოტოენსიტიურ ფილმზე დაფიქსირდა. თუმცა, luminescence იმდენად სუსტი იყო და ფილმის სენსიტიურობა ასევე მცირე იყო, ამიტომ ე. რუტერფორდმა თავის სტუდენტებს შესთავაზა ოთახში ბნელ ოთახში ყოფნა რამდენიმე საათის განმავლობაში, რათა თვალი გაეცათ ძლივს შესამჩნევი სინათლის სიგნალებს.

ამ ექსპერიმენტში, დამახასიათებელი სინათლის ბილიკების მიხედვით, განისაზღვრა, რომ ნაწილაკები, რომლებიც გატეხდნენ, იყო წყალბადის და ჟანგბადის ატომების ბირთვები. E. Rutherford- ის ჰიპოთეზა, რამაც მას მიაღწია იმ ფაქტზე, რომ პროტონის აღმოჩენა დასრულდა, იპოვა მისი ბრწყინვალე დადასტურება.

ეს ნაწილაკი ე Rutherford შემოთავაზებული მოვუწოდებთ პროტონს (თარგმნა ბერძნული ენა "Protos" ნიშნავს პირველი). უნდა აღინიშნოს, რომ წყალბადის ატომურ ბირთვს ისეთი სტრუქტურა აქვს, რომლებშიც მხოლოდ ერთი პროტონია იმყოფება. ამგვარად, პროტონის აღმოჩენა გაკეთდა.

ელექტრო ბრალდებით მას აქვს დადებითი. ამ შემთხვევაში, ეს რაოდენობითაა გათანაბრებული ელექტრონულად, მხოლოდ ნიშანი აქვს საპირისპირო ნიშანი. ანუ, აღმოჩნდება, რომ პროტონსა და ელექტრონს ერთმანეთის დაბალანსება შეუძლიათ. აქედან გამომდინარე, ყველა ობიექტი, რადგან ისინი შედგება ატომებისგან, თავდაპირველად არ არის დამონტაჟებული და ელექტრული სადგური იწყება მათზე მოქმედებისას. სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების ატომური ბირთვების სტრუქტურაში შეიძლება იყოს უფრო პროტონები, ვიდრე წყალბადის ატომურ ბირთვში.

პროტონის აღმოჩენის შემდეგ მეცნიერებმა გაიგეს, რომ ქიმიური ელემენტის ატომის ბირთვი შედგება არა მხოლოდ პროტონებისგან, რადგანაც ფიზიკური ექსპერიმენტების ჩატარება ბერილიუმის ატომების ბირთვებით, აღმოჩნდა, რომ ბირთვში პროტონების მასა ოთხი ერთეული იყო ზოგადად, ბირთვის მასა ცხრა ერთეულია. ლოგიკურია ვივარაუდოთ, რომ კიდევ ხუთი ერთეული ეკუთვნის გარკვეულ უცნობი ნაწილაკებს, რომლებსაც არ აქვთ ელექტრული მუხტი, წინააღმდეგ შემთხვევაში ელექტრონულ-პროტონული ბალანსი დაირღვევა.

ე. რუტერფორდის სტუდენტმა ჯეიმს ჩადვიკმა ჩაატარა ექსპერიმენტები და აღმოაჩინა ბირთვული ბირთვული ბირთვიდან გამოსული ელემენტარული ნაწილაკები, რომლებიც ალფა-გამოსხივებას აფერხებდნენ. აღმოჩნდა, რომ მათ არ აქვთ ელექტრული მუხტი. აღმოჩნდა, რომ არ იყო პასუხისმგებელი იმის გამო, რომ ეს ნაწილაკები არ რეაგირებდა ელექტრომაგნიტურ ველში. ამის შემდეგ გაირკვა, რომ აღმოაჩინეს ატომური ბირთვების სტრუქტურის დაკარგული ელემენტი.

დ. ჩადვიკის მიერ აღმოჩენილი ეს ნაწილაკი ნეიტრონს უწოდებდა. აღმოჩნდა, რომ მას აქვს იგივე მასა, როგორიც პროტონია, მაგრამ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მას ელექტროენერგია არ გააჩნია.

გარდა ამისა, დადასტურდა ექსპერიმენტულად, რომ პროტონების და ნეიტრონების რიცხვი თანაბარია ქიმიური ელემენტის ატომურ რაოდენობას პერიოდულ სისტემაში.

სამყაროში შეგიძლიათ იხილოთ ისეთი ობიექტები, როგორიცაა ნეიტრონული ვარსკვლავები, რომლებიც ხშირად ვარსკვლავების ევოლუციის ფინალურ ეტაპზე არიან. ასეთი ნეიტრონული ვარსკვლავები ძალიან ხშირია.