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        原子核物理學(xué)之父歐內(nèi)斯特·盧瑟福

        2022-05-30 10:48:04
        科學(xué)導(dǎo)報(bào) 2022年59期
        關(guān)鍵詞:盧瑟福原子結(jié)構(gòu)原子核

        1871年8月30日生于新西蘭納爾遜的一個(gè)手工業(yè)工人家庭并在新西蘭長(zhǎng)大。后來(lái)他進(jìn)入新西蘭的坎特伯雷學(xué)院學(xué)習(xí)。23歲時(shí)獲得了三個(gè)學(xué)位(文學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、理學(xué)學(xué)士)。1895年在新西蘭大學(xué)畢業(yè)后,獲得英國(guó)劍橋大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金進(jìn)入卡文迪許實(shí)驗(yàn)室,成為湯姆孫的研究生。提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型,為原子結(jié)構(gòu)的研究做出很大的貢獻(xiàn)。

        他關(guān)于放射性的研究確立了放射性是發(fā)自原子內(nèi)部的變化。放射性能使一種原子改變成另一種原子,而這是一般物理和化學(xué)變化所達(dá)不到的;這一發(fā)現(xiàn)打破了元素不會(huì)變化的傳統(tǒng)觀念,使人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)入到原子內(nèi)部這一新的層次,為開辟一個(gè)新的科學(xué)領(lǐng)域——原子物理學(xué),做了開創(chuàng)性的工作。

        1911年,盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出原子核式結(jié)構(gòu)模型。該實(shí)驗(yàn)被評(píng)為“物理最美實(shí)驗(yàn)”之一。1919年,盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)。他從氮核中打出的一種粒子,并測(cè)定了它的電荷與質(zhì)量,它的電荷量為一個(gè)單位,質(zhì)量也為一個(gè)單位,盧瑟福將之命名為質(zhì)子。

        他通過(guò)α粒子為物質(zhì)所散射的研究,無(wú)可辯駁的論證了原子的核模型,因而一舉把原子結(jié)構(gòu)的研究引上了正確的軌道,于是他被譽(yù)為原子物理學(xué)之父。由于電子軌道也就是原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的矛盾,才導(dǎo)致玻爾提出背離經(jīng)典物理學(xué)的革命性的量子假設(shè),成為量子力學(xué)的先驅(qū)。

        人工核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)是盧瑟福的另一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。自從元素的放射性衰變被確證以后,人們一直試圖用各種手段,如用電弧放電,來(lái)實(shí)現(xiàn)元素的人工衰變,而只有盧瑟福找到了實(shí)現(xiàn)這種衰變的正確途徑。這種用粒子或γ射線轟擊原子核來(lái)引起核反應(yīng)的方法,很快就成為人們研究原子核和應(yīng)用核技術(shù)的重要手段。在盧瑟福的晚年,他已能在實(shí)驗(yàn)室中用人工加速的粒子來(lái)引起核反應(yīng)。

        綜合

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