在上世纪30年代物理学界探寻原子和原子核的过程中,物理学家卢瑟福寻找到了最简单的构想来表述它的结构,设想原子核由刚性的小球组成,像斯诺克台球,用这样难以置信的图型,卢瑟福可以构建宇宙中所有的元素,他可以解释由同样基本成为组成的不同原子间如此巨大的差异。

氢是最简单的元素,只有一个球组成,卢瑟福称其为质子,在希腊语中是“第一个”的意思。通过往原子核中加入更多的质子,全部其他的元素就被制造出来了,就是如此简单。

发现质子和中子的科学家(物理学界师徒两人发现质子和中子的过程)(1)

比如,氦是第二轻的原子,由两个质子组成,而锂有三个质子。碳是所有生命最基本的元素,有6个质子,我们所呼吸的氧有8个。铀是自然界中最重的元素,有92个质子!

这是卢瑟福充满灵感的构想,每个元素通过其原子核质子的数目而定义,这是一个极为优雅而又简单的构想,解释了我们周围所见的宇宙万物多样性的构造!

查德威克发现的是在原子核内与质子在一起的另一种粒子,它几乎和质子一样重,却难以捉摸的多,因为它不带电荷。技术上我们说它对电视中立的,因此取名为中子。

发现质子和中子的科学家(物理学界师徒两人发现质子和中子的过程)(2)

中字的出现立刻解决了原子重量的问题。比如,氦是氢的4倍重,原因就是它有两个质子和两个中子,氧有8个质子和8个中子,使得它比氢重16倍。到了1932年,原子的家族终于完整了,科学家们宣布,宇宙中的每个原子都由三个基本成分组成:电子,绕原子核运行的微小粒子,还有组成原子核的质子和中子!

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