哪一種粒子不帶電性?
在電子、質子、中子三者中最後被發現。 中子的質量與質子的質量相近。(中子的質量略大於質子的質量) 中子不帶電。 氫原子是元素中唯一沒有中子的原子。 原子核是由中子和質子組成,故原子核帶正電。
科學家拉賽福認為,原子核內部應該有一種特殊粒子,這種粒子帶中性電,可能是由一個電子與一個質子共同組成的,於是拉賽福開始用α射線當作砲彈打出原子核、打出質子後,許多科學家也相繼使用各式射線對著原子開火,希望藉此能夠找到更多原子核內的資訊。
直到1930年,德國科學家波特發現,若是使用放射元素釙的α射線去撞金屬鈹等特定物質,會讓鈹發出一種具有高能與高穿透性的射線,所以他也將這種射線叫做「鈹射線」。波特發表的實驗引起了當時放射元素的大家居禮夫婦的注意,1931年居禮夫婦用鈹射線拿去打石蠟,發現打出許多高速粒子,居禮夫婦因為這種射線帶中性電又具有高穿透性,所以將鈹射線解釋為一種高能γ射線。
當居禮夫婦發表著他們對鈹射線的推論同時,曾經提出中性粒子假設的拉賽福與其學生查兌克馬上就發覺,這個鈹射線應該不是γ射線,正常γ射線根本沒辦法高能到把質子打下來,而這種射線很有可能就是他們正在找的中性粒子。對此已經找尋中性粒子十多年的查兌克馬上開始重複居禮夫婦的實驗並檢驗這種射線究竟有什麼樣的性質。查兌克發現,雖然鈹射線和γ射線一樣,中性不帶電、穿透性極強,但有一點和γ射線十分不同,那就是γ射線是以光速前進,但這個鈹射線卻只有光速的1/10快而已,對γ射線來說這樣的速度真的太慢了,速度沒γ射線大能量卻相當高,這個鈹射線更有可能是他們所預測的中性粒子了。
查兌克在實驗中提到,他用鈹射線撞擊硼,實驗結果就如他所假設的一樣,撞擊後新生成的的原子和質量確實增加了,而且經過推算還發現,如果鈹射線是γ射線的話便會違背能量守恆以及動量守恆定律,但如果將鈹射線視為與質子大小相仿的中性粒子,就能夠完全解決違背定律的問題。此外查兌克還利用雲霧室測得了鈹射線的質量,這種粒子的質量與帶正電的質子大略相同,這再一次證明鈹射線就是拉賽福所假設的中性粒子,只是這個中子本身就是中性並非一個質子加一個電子的復合粒子就是了。但若是沒有拉賽福的假設,長期尋找中子的查兌克,或許也沒辦法利用強大的理論基礎從居禮夫婦的實驗中看見端倪了也說不定。總之,拉賽福與查兌克念茲在茲十多年的中子終於被發現了。
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