#每日科普# 如果一层一层“剥开”原子核，你会发现……
在道尔顿、布朗、爱因斯坦、佩兰的共同努力下，人类已经达成了共识：原子是切实存在的。
但道尔顿的现代原子论里提到“原子是不可再分的”。那原子真的就是构成物质的最小单元吗？原子里面还能不能继续拆分？
解决这一问题的，是三代师生，约瑟夫·汤姆森、欧内斯特·卢瑟福、詹姆斯·查德威克。
剥开原子的第一层面纱
最早打开原子内部结构的科学家，是汤姆森。
汤姆森在研究β射线的时候，发现β射线是由一种带负电粒子构成的，这种粒子被称作电子。
汤姆森认为，在每个原子里面应该都有这样的电子。而且，汤姆森还提出了他的葡萄干布丁原子模型：每个原子就像是一个葡萄干布丁，正电荷和布丁一样，均匀分布在整个原子里，带负电荷的电子，和葡萄干一样，撒在布丁上。
虽然在教科书上对这个模型的评价并不高，只是一带而过，但这个模型自有它的重要意义，它说明了一点，原子是可以继续拆分的。而继续拆分的任务，就交给了他的学生——卢瑟福。
1901年，卢瑟福在研究放射性元素“钍”的时候，发现钍元素能够向外释放出α射线，更令人惊讶的是，在衰变之后，钍元素变成了另一种元素。
一种元素能够转变成另一种元素，过去这件事只存在于炼金术士的幻想中，现在卢瑟福竟然证实了，这一重大的发现，让卢瑟福获得了1908年的诺贝尔化学奖。
顺便提一下，卢瑟福拿到诺贝尔化学奖之后并不高兴。他觉得自己明明是个物理学家，怎么都应该拿诺贝尔物理学奖。
但诺奖对卢瑟福来说并不重要，他通过对放射性元素的研究，认定了一件事：放射性元素释放出来的能量，来自原子内部。当时，包括居里夫人在内的很多人都认为，放射性物质的能量是从外部吸收来的。所以，卢瑟福认为居里夫人对放射性还不够了解。
如果原子内部能够放出各种各样的射线，这又指向了一件事情：原子还可以继续往下拆。
那原子里面到底有什么呢？于是，卢瑟福开始用α粒子，对原子发动了轰击。这就是著名的“金箔实验”。
1908年，卢瑟福在助手盖革的帮助下，一起用α粒子继续轰击金箔。他们发现，α粒子在透过金箔的时候，大部分粒子都是直直地穿过，而很少一部分粒子发生了偏移，卢瑟福称之为散射，而还有极少数粒子，发生了非常大的偏移。
异常现象背后一定有原因，卢瑟福就把研究重点放在这些偏转很大的粒子身上，他甚至让助手去找，有没有被反弹回来的α粒子。虽然卢瑟福本人没抱什么希望，可助手竟然真的发现了，有非常非常少的粒子，被直直地反弹回来了。
用卢瑟福自己的话来说，这就像你拿一门炮去轰一片纸巾，结果炮弹竟然被纸巾弹回来了。这些被弹回的粒子，就犹如一发炮弹，击中了卢瑟福的想象力。
当时，卢瑟福已经知道了，α粒子是带有正电荷的，如果发生了这么大幅度的偏转，一种可能是，它们受到了非常大的电磁力作用。被弹回的粒子，应该是直直撞上了这个电荷集中的地方，这个地方就是原子核。
根据推算，原子核应该非常非常小，就像鸟巢体育馆当中放了一个网球。
可是按照他老师汤姆森的葡萄干布丁模型，原子里的正电荷应该是均匀分布的，不应该有哪个地方存在这么集中的正电荷。难道老师之前说的一直是错的？
卢瑟福是一个极其严谨的人，他并没有急着公开自己的发现。他花了将近4年时间，确认了大量的数据，在确认万无一失之后，在1911年，卢瑟福模型首次公布了。
卢瑟福认为：原子不是坚不可摧的，原子中间是一个极小的带正电的原子核，外面是绕着它高速旋转的电子。
美国原子能委员会的标志，就是卢瑟福模型。还有你今天看到的用来表示原子的符号，大部分也都是这个模型。
早期美国原子能协会标志（图片来源Wikipedia）
提出这个模型之后，卢瑟福还有更重要的事情要做，他需要搞清楚原子核里头到底是什么。
卢瑟福继续用他钟爱的α粒子轰击其他原子。在轰击氮原子的时候，卢瑟福发现了一个现象，α粒子和氮原子碰撞的时候，会出现氢原子核，也就是后来的质子。
能撞出氢原子核，这说明了一个问题，氢原子核可能是氮原子核的组成成分。而且，氢原子核的质量非常轻，其他原子核的质量都是它的整数倍，有没有可能，氢原子核是所有原子核的组成成分？
如果是这样，这又会是一个重大的发现。
1920年，卢瑟福公布了他的发现：氢原子核是构成所有原子核的基本单元。他给这个基本单元起了一个名字，质子[1]。
但卢瑟福依然保持了自己的谨慎态度，在公布这个发现之后，他找到另一位物理学家帕特里克·布莱克特利一起做更多的研究，验证自己的猜想。
在观察了23000张照片上的40多万条轨迹之后，他们在其中找到了8条特殊的轨迹。再一次，从异常情况中，卢瑟福做出了重大发现，这8条轨迹能够说明，氢原子核确实是构成其他元素原子核的成分（这8条轨迹表示，氮原子核α粒子碰撞后形成了极其不稳定的氟原子，之后，衰变成了一个氧原子核一个氢原子核）。
由此，原子核里最重要的一种粒子被发现了。
小居里夫妇与中子擦肩而过
卢瑟福发现质子之后，跟他的助手查德威克又发现了一个神奇的现象。
氮原子的原子核重量大约是氢原子核的14倍（大约跟14个质子重量相当），而电子只有7个，如果原子核里只有质子，那氮原子应该带电才对，这不太可能。于是，卢瑟福推测，原子核内应该还有一种不带电的中性粒子，重量跟质子差不多。
这个中性粒子，就是中子。但到目前为止，这只是一个推测，卢瑟福并没有直接证据证明中子存在。
最先发现这个证据的，是德国两位科学家Walther Bothe和Herbert Becker。
1930年，他们用α粒子轰击锂、铍、硼等元素，轰击完之后，发现了一种奇怪的射线。这种射线能量很高，而且不带电，他们认为，这应该是γ射线（一种电磁波辐射）[2]。
有些材料上说，最早发现中子证据的，是居里夫人的女儿和女婿，即小居里夫妇，但并不是。不过，小居里夫妇确实很快就投入到了对这种射线的研究中，他们利用这种辐射轰击其他物质，得到了非常高能的质子[3]。
可惜的是，他们并没有怀疑这种射线本身到底是不是γ射线。所以，他们确实和中子，以及一块诺贝尔奖奖牌擦肩而过。
卢瑟福的助手查德威克倒是敏锐地意识到，这种射线根本就不是什么γ射线，应该就是卢瑟福预言的中子。于是，查德威克赶紧重复了实验，并且证明了，射线是由一种不带电，而且质量和质子非常接近的小粒子构成，证实了中子的存在。因为这个发现，查德威克获得了1935年的诺贝尔物理学奖。
顺便提一句，另一位叫劳伦斯的科学家，也发现Walther Bothe和小居里夫妇的解释有问题，同样投入研究，但还是慢了查德威克一步，但劳伦斯后面在后面因为另一项研究，对人类开发核能作出了极其重大的贡献，也拿回了属于自己的诺贝尔奖。
至此，人们不光发现原子核内的质子、中子，而且，也知道了通过改变原子核的组成，一种物质能够转变为另一种物质。
接下来，人们要开始将手伸进原子核内部了，摘取原子核内的能量果实。
参考文献：
[1]Romer A (1997). "Proton or prouton? Rutherford and the depths of the atom". American Journal of Physics. 65 (8): 707.
[2]Bothe, W.; Becker, H. (1930). "Künstliche Erregung von Kern-γ-Strahlen" [Artificial excitation of nuclear γ-radiation]. Zeitschrift für Physik. 66 (5–6): 289–306.
[3]Joliot-Curie, Irène & Joliot, Frédéric (1932). "Émission de protons de grande vitesse par les substances hydrogénées sous l'influence des rayons γ très pénétrants" [Emission of high-speed protons by hydrogenated substances under the influence of very penetrating γ-rays]. Comptes Rendus. 194: 273.
在道尔顿、布朗、爱因斯坦、佩兰的共同努力下，人类已经达成了共识：原子是切实存在的。
但道尔顿的现代原子论里提到“原子是不可再分的”。那原子真的就是构成物质的最小单元吗？原子里面还能不能继续拆分？
解决这一问题的，是三代师生，约瑟夫·汤姆森、欧内斯特·卢瑟福、詹姆斯·查德威克。
剥开原子的第一层面纱
最早打开原子内部结构的科学家，是汤姆森。
汤姆森在研究β射线的时候，发现β射线是由一种带负电粒子构成的，这种粒子被称作电子。
汤姆森认为，在每个原子里面应该都有这样的电子。而且，汤姆森还提出了他的葡萄干布丁原子模型：每个原子就像是一个葡萄干布丁，正电荷和布丁一样，均匀分布在整个原子里，带负电荷的电子，和葡萄干一样，撒在布丁上。
虽然在教科书上对这个模型的评价并不高，只是一带而过，但这个模型自有它的重要意义，它说明了一点，原子是可以继续拆分的。而继续拆分的任务，就交给了他的学生——卢瑟福。
1901年，卢瑟福在研究放射性元素“钍”的时候，发现钍元素能够向外释放出α射线，更令人惊讶的是，在衰变之后，钍元素变成了另一种元素。
一种元素能够转变成另一种元素，过去这件事只存在于炼金术士的幻想中，现在卢瑟福竟然证实了，这一重大的发现，让卢瑟福获得了1908年的诺贝尔化学奖。
顺便提一下，卢瑟福拿到诺贝尔化学奖之后并不高兴。他觉得自己明明是个物理学家，怎么都应该拿诺贝尔物理学奖。
但诺奖对卢瑟福来说并不重要，他通过对放射性元素的研究，认定了一件事：放射性元素释放出来的能量，来自原子内部。当时，包括居里夫人在内的很多人都认为，放射性物质的能量是从外部吸收来的。所以，卢瑟福认为居里夫人对放射性还不够了解。
如果原子内部能够放出各种各样的射线，这又指向了一件事情：原子还可以继续往下拆。
那原子里面到底有什么呢？于是，卢瑟福开始用α粒子，对原子发动了轰击。这就是著名的“金箔实验”。
1908年，卢瑟福在助手盖革的帮助下，一起用α粒子继续轰击金箔。他们发现，α粒子在透过金箔的时候，大部分粒子都是直直地穿过，而很少一部分粒子发生了偏移，卢瑟福称之为散射，而还有极少数粒子，发生了非常大的偏移。
异常现象背后一定有原因，卢瑟福就把研究重点放在这些偏转很大的粒子身上，他甚至让助手去找，有没有被反弹回来的α粒子。虽然卢瑟福本人没抱什么希望，可助手竟然真的发现了，有非常非常少的粒子，被直直地反弹回来了。
用卢瑟福自己的话来说，这就像你拿一门炮去轰一片纸巾，结果炮弹竟然被纸巾弹回来了。这些被弹回的粒子，就犹如一发炮弹，击中了卢瑟福的想象力。
当时，卢瑟福已经知道了，α粒子是带有正电荷的，如果发生了这么大幅度的偏转，一种可能是，它们受到了非常大的电磁力作用。被弹回的粒子，应该是直直撞上了这个电荷集中的地方，这个地方就是原子核。
根据推算，原子核应该非常非常小，就像鸟巢体育馆当中放了一个网球。
可是按照他老师汤姆森的葡萄干布丁模型，原子里的正电荷应该是均匀分布的，不应该有哪个地方存在这么集中的正电荷。难道老师之前说的一直是错的？
卢瑟福是一个极其严谨的人，他并没有急着公开自己的发现。他花了将近4年时间，确认了大量的数据，在确认万无一失之后，在1911年，卢瑟福模型首次公布了。
卢瑟福认为：原子不是坚不可摧的，原子中间是一个极小的带正电的原子核，外面是绕着它高速旋转的电子。
美国原子能委员会的标志，就是卢瑟福模型。还有你今天看到的用来表示原子的符号，大部分也都是这个模型。
早期美国原子能协会标志（图片来源Wikipedia）
提出这个模型之后，卢瑟福还有更重要的事情要做，他需要搞清楚原子核里头到底是什么。
卢瑟福继续用他钟爱的α粒子轰击其他原子。在轰击氮原子的时候，卢瑟福发现了一个现象，α粒子和氮原子碰撞的时候，会出现氢原子核，也就是后来的质子。
能撞出氢原子核，这说明了一个问题，氢原子核可能是氮原子核的组成成分。而且，氢原子核的质量非常轻，其他原子核的质量都是它的整数倍，有没有可能，氢原子核是所有原子核的组成成分？
如果是这样，这又会是一个重大的发现。
1920年，卢瑟福公布了他的发现：氢原子核是构成所有原子核的基本单元。他给这个基本单元起了一个名字，质子[1]。
但卢瑟福依然保持了自己的谨慎态度，在公布这个发现之后，他找到另一位物理学家帕特里克·布莱克特利一起做更多的研究，验证自己的猜想。
在观察了23000张照片上的40多万条轨迹之后，他们在其中找到了8条特殊的轨迹。再一次，从异常情况中，卢瑟福做出了重大发现，这8条轨迹能够说明，氢原子核确实是构成其他元素原子核的成分（这8条轨迹表示，氮原子核α粒子碰撞后形成了极其不稳定的氟原子，之后，衰变成了一个氧原子核一个氢原子核）。
由此，原子核里最重要的一种粒子被发现了。
小居里夫妇与中子擦肩而过
卢瑟福发现质子之后，跟他的助手查德威克又发现了一个神奇的现象。
氮原子的原子核重量大约是氢原子核的14倍（大约跟14个质子重量相当），而电子只有7个，如果原子核里只有质子，那氮原子应该带电才对，这不太可能。于是，卢瑟福推测，原子核内应该还有一种不带电的中性粒子，重量跟质子差不多。
这个中性粒子，就是中子。但到目前为止，这只是一个推测，卢瑟福并没有直接证据证明中子存在。
最先发现这个证据的，是德国两位科学家Walther Bothe和Herbert Becker。
1930年，他们用α粒子轰击锂、铍、硼等元素，轰击完之后，发现了一种奇怪的射线。这种射线能量很高，而且不带电，他们认为，这应该是γ射线（一种电磁波辐射）[2]。
有些材料上说，最早发现中子证据的，是居里夫人的女儿和女婿，即小居里夫妇，但并不是。不过，小居里夫妇确实很快就投入到了对这种射线的研究中，他们利用这种辐射轰击其他物质，得到了非常高能的质子[3]。
可惜的是，他们并没有怀疑这种射线本身到底是不是γ射线。所以，他们确实和中子，以及一块诺贝尔奖奖牌擦肩而过。
卢瑟福的助手查德威克倒是敏锐地意识到，这种射线根本就不是什么γ射线，应该就是卢瑟福预言的中子。于是，查德威克赶紧重复了实验，并且证明了，射线是由一种不带电，而且质量和质子非常接近的小粒子构成，证实了中子的存在。因为这个发现，查德威克获得了1935年的诺贝尔物理学奖。
顺便提一句，另一位叫劳伦斯的科学家，也发现Walther Bothe和小居里夫妇的解释有问题，同样投入研究，但还是慢了查德威克一步，但劳伦斯后面在后面因为另一项研究，对人类开发核能作出了极其重大的贡献，也拿回了属于自己的诺贝尔奖。
至此，人们不光发现原子核内的质子、中子，而且，也知道了通过改变原子核的组成，一种物质能够转变为另一种物质。
接下来，人们要开始将手伸进原子核内部了，摘取原子核内的能量果实。
参考文献：
[1]Romer A (1997). "Proton or prouton? Rutherford and the depths of the atom". American Journal of Physics. 65 (8): 707.
[2]Bothe, W.; Becker, H. (1930). "Künstliche Erregung von Kern-γ-Strahlen" [Artificial excitation of nuclear γ-radiation]. Zeitschrift für Physik. 66 (5–6): 289–306.
[3]Joliot-Curie, Irène & Joliot, Frédéric (1932). "Émission de protons de grande vitesse par les substances hydrogénées sous l'influence des rayons γ très pénétrants" [Emission of high-speed protons by hydrogenated substances under the influence of very penetrating γ-rays]. Comptes Rendus. 194: 273.
#原神[超话]#就是说，3.0快来啦也让我捞个固玩吧✌提前说明只要女孩子诶嘿，后文比较正经希望不要吓跑人呜呜，主要是想减少不必要的精力和时间的消耗[羞嗒嗒]
虽然说比起固玩性质更像是70%固聊+30%固玩。主要是想要平时可以一起聊原神的，包括主线以及角色塑造和嗑cp之类的，一起拍照一起下本一起整活也非常支持！
我是官服，三月入坑的但七月才开始肝，有的角色比较少，主c是宵宫，如果练度以及入坑时间都跟我差不多就好啦，因为比我高的我怕拖累、低的我怕我不能帮到你
cp杂食但主要成分＝魈空/离达离/云秋，其他的随意搭配
我本人＝03 女 狮子座 Entp-A 玩cos 语c也支持 日语N2 可以给你唱歌但声音不太少女 如果有需要还可以给你翻译本子（不正经了，刚开始会比较拘谨需要你带带气氛，后面聊熟了就嘎嘎乐了
在原神的推是迪卢克/达达鸭/申鹤以及魈空cp，除了原神还搞es/a3满开剧团/其实大部分坑我都在（资深二次元），并且也搞韩娱/日娱。
另外有一些小提醒：如果你可以接受一个满嘴跑火车每天都脚不沾地天上马行空的entp的话，非常欢迎跟我玩！虽然本人经多方评定情商智商都在线但不必要时刻跟九岁儿童没什么区别，主要是害怕相处不愉快什么的，我比较怕太过正经的人。
暑假结束之后原神只能中午及晚上在线，勤劳打工人，不过聊天只要看见就会回复！
如果对我感兴趣的话就来跟我玩8！我的原神只有现实的三个好友，你来了我就只跟你玩✌如果关系非常好的话我还会跟你去别的一会一起玩[求关注]
虽然说比起固玩性质更像是70%固聊+30%固玩。主要是想要平时可以一起聊原神的，包括主线以及角色塑造和嗑cp之类的，一起拍照一起下本一起整活也非常支持！
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重新搞个置顶
【jx3万花&丐帮（半a）/paj赛季60把选手（菜鸡水平稳定在少属-大属）/es2主推乱凪砂&三毛缟斑/lol极地大乱斗选手，喜欢的战队edg选手icon peanut/吃粮杂食党bgblgl皆可无洁癖/假面骑士w】
元素杂糅，退役老二次元，偶尔会看番剧，喜欢看电影。喜爱小猫小狗、漂亮花花和可爱毛绒绒，经常emo，缺乏素质爱骂人，啥b滚别来视奸。
尼桑的小孤独。
粉被窝的紫被窝。
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