为什么人们称卢瑟福为“原子核之父”？

卢瑟福

说起“原子核之父”人们就会想起卢瑟福，因为卢瑟福的发现，人们才知道原子核的存在，因此，卢瑟福被人们称为“原子核之父”了。


卢瑟福及原子核模型
　　

为什么人们称卢瑟福为“原子核之父”？

　　英国物理学家卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，于1911年发现了原子核的存在，并据此提出了类似太阳系结构的原子模型：原子中央是带有正电荷的原子核，所有带负电荷的电子就像行星绕着太阳一样围着原子核旋转。这一理论模型极大地改变了科学界对原子结构的认识，为后来深入探讨原子结构奠定了基础。1919年，卢瑟福通过放射性元素钋的α粒子轰击氮原子，获得了氧的同位素，第一次实现了元素的人工转变。1920年，他预言了中子的存在，认为原子核内部存在某些不带电的粒子，这些粒子很容易打入原子核内，和原产核结合或者完成蜕变，这种粒产就是中子。人们用中子作“炮弹”轰击原子核，引发原子核的链式反应，并释放出巨大的原子能。现代原子研究从此进入了一个全新时代，而卢瑟福也理所当然地被人们称为“原子核之父”了。

　　

卢瑟福简介

　　卢瑟福全名，欧内斯特·卢瑟福（1871年8月30日——1937年10月19日），英国著名物理学家，知名为原子核物理学之父。学术界公认他为继法拉第之后最伟大的实验物理学家。

　　卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念，证实放射性涉及从一个元素到另一个元素的嬗变。他又将放射性物质按照贯穿能力分类为α射线与β射线，并且证实前者就是氦离子。因为“对元素蜕变以及放射化学的研究”，他荣获1908年诺贝尔化学奖。

　　不仅如此，当人们评论卢瑟福的成就时，总要提到他“桃李满天下”。在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖：

　　1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖；

　　1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；

　　1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；

　　1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖；

　　1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖；

　　1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖；

　　1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同获得诺贝尔物理奖；

　　1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。


α粒子的散射实验模型
　　

α粒子的散射实验

　　实验用α粒子轰击金箔，根据之前汤姆孙的“枣糕模型”，所有α粒子应该都能穿过金箔沿原方向前进。然而真实的实验结果出乎卢瑟福的意料：

　　1、绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进．

　　2、少数α 粒子发生了较大的偏转．

　　3、极少数α粒子的偏转超过90°．

　　4、有的甚至几乎达到180 °

　　按照卢瑟福的话说，“好像把一颗炮弹发射到一张砂纸上，竟被砂纸弹回来一样不可思议”。他不得不再提出一个新的假设来解释这些现象。后来，卢瑟福推翻汤姆孙的“枣糕模型”，确定原子内部必须有个小原子核。


　　

原子核由什么组成？

　　原子核（atomic nucleus）简称“核”。位于原子的核心部分，由质子和中子两种微粒构成。而质子又是由两个上夸克和一个下夸克组成，中子又是由两个下夸克和一个上夸克组成。

　　原子核极小，它的直径在10-15m——10-14m之间，体积只占原子体积的几千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了99.96%以上原子的质量。原子核的密度极大，核密度约为1017kg/m3，即1m3的体积如装满原子核，其质量将达到1014t，即1百万亿吨。