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伦琴的发现,是关于X射线的发现,这一发现有着重要意义,其发现过程具备独特价值,对相关领域产生了深远影响,在科学史上占据着关键地位,有着不可忽视的作用。
1.1,偶然间,有了发现,且此发现被记录于第3页 。
机遇,是那种遗留给有着充分准备之人的东西,是这样的,句号。
贝克勒尔做了发现放射性这件事,放射性被贝克勒尔发现了 。
贝克勒尔,这人发现,铀盐,会发出辐射,这件事发生在2.1 ,句号。
居里夫人,与镭的发现,有着紧密关联,其过程充满曲折与探索,历经诸多困难与挑战,最终实现了这一重大发现 。
3 点 1 处钋的发现,被呈现于此处,即往前行至第 4 处位置 。
3.2,不知倦怠持续研究不止歇的从事科研方面工作的人员………………………………………………………………………5 。
生活之中存在的不幸情形,转变身为供开展研究的动力 。
4. 卢瑟福对于α射线展开了研究,进行的是关于α射线的相关研究,所做的是针对α射线开展的那些研究 。
参考,文献,在那里,足足有,十,个,页码,的,篇幅,呢 。
致以谢意,在这份致谢之中,有着诸多需要表达的内容,而这些内容皆被罗列于这特殊的部分,此部分的编号即为11 。
摘要:于21世纪,原子核物理学既在人类生活之中获得广泛运用,又于军事方面得以广泛应用,但是究竟有多少人清楚其发现的历程呢!在那依据牛顿理论系统构建起来的经典力学的大厦的笼罩之下,对于原子核物理学而言,又是历经了多少科学家的反复推导以及验证才得以诞生的呢!或许岁月的长河能够将以往的尘沙给掩盖住,然而它却无法遮挡住那好似黄金一样闪耀的历程!
在这篇文章里头,我们将借助文献研究法以及调查法,去追随科学家的足迹,从而再次认识原子核物理展开的进程,且着重凭借卢瑟福对α射线的探究,特别是α粒子的大角度散射实验,来亲身感受原子核被发现的经由,最后探讨原子和物理的发现以及开展给人类带来的益处与弊端,正确地对待科学,运用科学,让我们的家园变得更为美好。

关键字:X射线放射性α射线
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引言
在枯燥的知识传递举动期间内,借助于对相关资料的翻阅行为,经历对历史的客观调查行径,以此去弄明白科学家们是以怎样的方式发现并研究出那些极为丰硕的科学成果的,这般操作不但能够培育学生的创新意识以及献身科学精神,而且对激发学生学习兴趣具备有利作用,进而使得学生从中领会到诸多科学方法,这对于素质教育而言有着相当关键的深切意义。著名物理学家钱三强讲,于物理教学里适度添加一点物理学史的内容,又或是在教学方案中增添一门物理学史选修课,从而让学生更多知晓科学发展的历程,这对其成长是会有好处的。教学实践也同样告知我们,不但要教授给学生们现代科技所必备的物理知识,而且还应传授给学生科学的学习跟研究办法。科学既是一种知识体系,还是一种人类认识世界的方式以及探索过程,而一般的科学方法都贯穿于物理学发展的进程中 。所以,我们有必要去研究,去认知物理学史的重要性。
近代物理学史里,原子核物理所占比重极大,一说起原子核物理,有的人可能仅会想到原子弹、氢弹等军事武器,故而我们需要展开研究,要使更多人清楚原子核物理并非只在军事领域有应用,它更多地存在于生活之中,而且它的发现同样源自生活。对于事物的认知,一般存在两个方面,有好的一面,也有坏的一面,所以我们要探究原子核物理学史,要向人们讲述原子核物理的真正价值以及其发展道路上的艰难困苦。
1.伦琴和x射线的发现
19世纪末,伦琴在德国的维尔茨堡大学任职,那个时候,他已然是颇具声名的实验物理学家,他不仅热爱工作贝语网校,还是个热爱生活之人。他和他妻子感情特别好,他们没有孩子,收养的是侄女。他们生活得真的很幸福,社会对他们也极为眷顾。也许正是因为有这样和睦美满的家庭,才让他能够全身心地投身于自身工作里,进而发现了突破传统物理学的关键起始点。
1.1偶然的发现
1895年的某一天,伦琴如平常那般前往实验室开展工作,那时,房间里全然漆黑,一个意外出现的现象引发了他的留意,他猛地察觉到,在距离一米开外的小桌子上,一块由亚铂氰化钡制成的荧光屏发出了闪光,他感到十分诧异,鉴于当时放电管用黑纸包裹得极为严实,屋子里面又不存在其他的光源,如此一来,荧光屏上的闪光究竟是从哪儿来的呢?
他往前面走去,慢悠悠地将荧光屏移 ,接着继续进行试验。只见那荧光屏的闪光依旧随着放电过程的节拍持续显现。他带着好奇的神情,把各种不一样的东西拿来,涵盖书本、木板、铝片等诸多物品等,放置在放电管与荧光屏之间,发觉不同的物品呈现出的效果是各不相同的,有的无法挡住荧光屏上的闪光,有的能够阻挡住闪光。伦琴那时就假设出一个想法,从放电管当中会发射出一种穿透力十分强的射线,穿过黑纸抵达了荧光屏 。为了确实证明这一新出现的射线的存在,而且尽可能去知晓它的特性,伦琴花费了6个星期的时间,深入地对这一现象展开了研究。一直到1895年的年底,他证实了自己的想法,并且以通信的方式将这一发现公布于众。
1.2机遇是留给有准备的人
或许,那时的伦琴仅是出于好奇,但是,我同样觉得,伦琴的这种好奇亦是于科学求知以及严谨的展现,其实早在一八八七年,当时名叫克鲁克斯(W.)的也曾发觉,保存在放电管附近的那个盒子之中的照相底片居然变黑了,克鲁克斯,把变黑的底片退还给了厂家,还错误地觉得是底片质量存在问题,这就导致他同X射线失之交臂【2】148,所以说,正是由于伦琴怀有这般对科学的好奇以及孜孜不倦的态度,才得以有所发现X射线,对后续的关于放射性的研究起到了深远的意义的作用。
2.贝克勒尔发现放射性
在1896年1月的时候,身为著名的法国数学物理学家的彭加勒(J.H.),在看到伦琴所发表的有关X射线的论文之后,提出了这样一个重要的想法:射线是从阴极射线击在管壁上进而产生的荧光亮点发射出来的,也就是指出这种现象可能与荧光存在关联【1】69。尽管后来我们清楚这一想法是不正确的,可是它对贝克勒尔最初的实验起到了鼓励的作用。
2.1贝克勒尔发现铀盐辐射
贝克勒尔此人,对理论兴趣寡淡,其最具价值之特质,乃强大之坚持力与毅力,持续对物理观察及测量可靠性予以批判,鲜少在其研究途中真正为证实理论假设而努力,正是这近乎吹毛求疵之性格,不断修正其狂热,重定研究方向。
1896年3月时,43岁的贝克勒尔,在彭加勒启发之下,发现了铀盐具有放射性,为与伦琴射线做出区分,称这种铀盐辐射为贝克勒尔射线。贝克勒尔发现放射性,虽不像伦琴发现X射线那般轰动一时,但其意义更为深远,因为贝克勒尔的实验,对居里夫妇发现镭起到了极大启发,进而有了人类首次对核现象进行接触,为后续开展开辟了道路。
3.居里夫人和镭的发现
3.1钋的发现
贝克勒尔所撰写的关于放射性发现的论文,引起了玛丽·居里〔Marie Curie〕的留意。在1897年的时候,她跟丈夫皮埃尔·居里展开探讨,说道:“对我而言,研究这种现象似乎分外具有吸引力……我决意承担起这项研究工作……并且为了能够超过贝克勒尔已然获得的研究成果,定然要采用精准的定量方法【3】260 。”。
之后,居里夫人将放射性研究当作了自己的博士论文题目。她采用新的方法,不断去重复贝克勒尔那铀盐辐射实验,这使得放射学的研究走上了严密定量的道路。正是因着居里夫人这种坚持不懈的精神,让她从实验当中获取到了灵感,在1898年4月时,她发表了第一篇关于铀射线的论文,并且提出了三个最为主要的新观点:
她不但再次证明了贝克勒尔有关铀的发现,还找出了一种新的具有放射性的物质:钍。“钍氧化物的放射性相较于金属铀而言,甚至还要更强”。

“所有铀的化合物都具有放射性,通常来讲,放射性越强,化合物的铀含量就越高〞。(注:这条实验结论比不上卢瑟福和索迪在1902所提及的理论精准:“放射性物质具备不稳定的原子,这些原子在单位时间里有确定的局部出现衰变。〞然而,只用了短短9个月,她便得出了正确的结论:1898年12月提交的论文中,玛丽·居里“已然证实了放射性是单个原子的特性〞。)。
她引入了一个极其重要的全新的物理概念,放射性是一种能够发现新物质的方法【1】265 。
在观点被提出来以后,接下来的任务是,证实关于新元素的想法是不是正确。她和她的丈夫皮埃尔会用普通的化学方法一起对沥青铀矿加以处理。在持续不断的失败当中重复着,终于在1898年7月,他们成功地发现了放射性物质“钋” 〔po〕,将其命名为“钋”。 这样的命名是为了纪念居里夫人的祖国波兰才定下的。
3.2不知疲倦的科学家
居里夫人身为一位丝毫不知疲倦的科学家,她曾讲过,“一个人绝对不可以留意自己已经做过些什么,而应当仅仅关注还有啥没有做到!”她并非仅仅满足于“钋”的发现,在那一年即为1898年的12月间,经过在场所极其简陋的工棚里经受常年累月的艰难工作,运用钡通过沉淀的办法进行沉淀,从数量达100公斤的沥青里头提炼出了另外一种具有放射性的物质那就是镭啊。镭的发现既是对居里夫人的一种肯定,同时也是对她那颗精益求精之心的一种赞扬呀。皮埃尔随后被任命为索尔本的助理教授,居里夫人则在一所女子高中任教,并在1903年,玛丽完成了博士学位的论文,她凭借“极优”的评语获得了博士学位,在她获得学位当天的黄昏时分,她首次遇见了卢瑟福,二人相互探讨了关于放射性的研究以及对放射性的见解。在1903年当中的某一天,幸福来临此状况很突然哦,居里夫妇得知,自己将会和贝克勒尔大伙一块,共同去获取当年的诺贝尔奖呢,而之所以会做授奖这个举动,其原因在于,“他们于贝克勒尔教授所发现的放射性这种现象的共同开展的研究工作里,做出了特别特殊之奉献噢”。
1903年12月11日 ,《纽约时代》杂志对于居里夫妇 (是)这样评价的 :“镭的发现者被认为不像人们所预期看待他们那样因其工作而获取了诸多物质方面的利益 ,进而他们遍布于世界各处的崇仰者在知悉他们荣获了诺贝尔奖之后便都异常地开心 【2】186 。 “居里夫妇未曾亲身前往参与授奖的仪式 ,鉴于长时间处于辐射环境下开展工作 ,他们的身体堪称不太良好 ,并且他们的研究工作处于相当繁忙的状态 。那么,在1905年6月的时候,他们前往了斯德哥尔摩,那时呢,仅仅是皮埃尔发表了一个简洁的获奖演说,而她的妻子就那样坐着在一旁聆听。与此同时,在获得诺贝尔荣誉此情况之际,索尔本学校为居里夫人设立了一个与众不同的教席。
3.3生活的不幸成为了研究的动力
生活向来不会使人全然称心如意,当居里夫妇的生活以及科学研究都呈现出蓬勃向上的态势时,1906年4月19日,皮埃尔却不幸离世,皮埃尔亡故后,玛丽被任命为丈夫在索尔本的继任者,在那所有着600年历史且值得敬重的学院里,首次任命了一名女教授,同年11月,玛丽进行了就职演讲,她并未像演说家那般激昂地发表言辞,只是顺着丈夫最后一堂课所中断的地方——放射性,继而那般延续讲了下去。也许就像她进行就职演讲的时候那样,居里夫人在遭受到大家对她存在的误解与诽谤之际,她并未选择放弃科学的道路,始终在持续坚持着进行研究,一直到她在1911年再度荣获诺贝尔奖,她凭借事实向人们表明了,她对科学的不抛弃,以及对她丈夫的爱。她于诺贝尔演讲那儿回忆讲,诸多发现皆是“皮埃尔跟我一同合作所产生的成果,虽说把纯镭从它的盐里分离出来……这项特定的化学工作是由我来完成的,不过它同我们一块儿的工作存在着紧密的关联……我们一块做的工作乃是让我获取这般高荣誉的缘由,这同样也是对皮埃尔·居里最为崇高的纪念【2】208。”。
居里夫人一生获颁的荣誉数目众多,同样地,她凭借实际行动以及科学成果证实了这所有一切的价值,我个人极为崇拜居里夫人,她身为柔弱女性,然而却是科学史上的伟大人物。
4.卢瑟福和α射线的研究
在经历X射线以及放射性的研究之后,针对原子核物理学而言,最为关键重要的工作便是针对α射线展开研究了,1871年,卢瑟福出生于一个身处农村的工匠之家,他从儿童时期开始,便对物理现象以及实验怀有极高的兴趣 。1894年之时,因着这种兴趣,他创造出了能用于检测无线电信号的磁检波器;他有着极为高的物理学天分,被选送去了英国剑桥大学卡文迪什实验室,成为了J.J.汤姆生的得意门生,从这儿开始了研究放射性的途中,在1900到1903年这段时期,他和索迪一块儿合作,发现了放射性衰变规律,还和索迪共同提出了放射性元素自然转变理论。就在1908年,卢瑟福获得了诺贝尔化学奖。
4.1卢瑟福发现α射线
那么,卢瑟福究竟是通过怎样的方式发现α射线的呢?那我们得从贝克勒尔所发现的铀辐射开始说起,实际上铀射线包含着三种成分,于磁场之中它们分成了三束,它们之中有的是带正电的α射线,有的是带负电的β射线,还有的是不带电的γ射线,是一种波长极短的电磁波。虽说我们讲在磁场里它们能够分成三束,可卢瑟福并非借助加磁场来区分出它们的,因为当时他并不具备建立足够磁场的条件。所以他想到了另外一种方法“吸收法”。于1898年时,卢瑟福凭借其那细致入微的观察以及对待实验数据秉持客观谨慎态度的科学作风,历经反复的验证以及推导,判定出穿透力相对较差、进入物质层后很快就会被吸收的那个成分乃是α射线,穿透力较强的成分则是β射线【1】301 。
不久之后,有人通过磁偏转实验证实,穿透力强的β射线乃是高速电子流。然而,α射线究竟是什么呢?这始终是个谜团。那时,不少人觉得,或许α射线是与X射线相仿的某种辐射。甚至有人觉得α射线没什么可研究的。但卢瑟福与众不同,他觉得这种射线性质越奇特,就越值得探究。我们晓得α射线极易被物质吸收,这表明它与物质作用强,故而唯有完全弄清楚α射线的本质,才能够构建起完整的放射性理论。他面对困难毫不退缩,决然选定了α射线当作自己要研究的课题,且为此投入了一生的精力, 。
卢瑟福先是精心设计了电磁偏转实验用于研究α射线,实验初期结果令人失望,受磁场作用时的α射线与不受磁场作用时的α射线看不出有什么不同,然而有着丰富实践经验的罗瑟福并未放弃,他改良了实验装置,提高了仪器的灵敏度,如此才终于观测出α射线会受磁场偏转,通过偏转方向判断α射线为正电,接下来他又进一步改良仪器测出了α射线的荷质比高中物理学发展史,其与氢离子同数量级且速度大约为光速的十分之一【5】352 。这样就能判断出α射线是原子类型的带正电的粒子流。
但究竟是哪一种类别的原子,一时却难以判定,依据种种现象以及事实,有人猜测是比氢重的氦,卢瑟福凭借其实验基础以及对α射线的认知,用巧妙的方式从光谱给出了决定性证明,“证明α粒子在失去电荷之后便是氦原子。”经由一系列的实验,卢瑟福最终弄清楚了α射线的本质,证明α射线就是高速运动着的氦离子(He++)流。
4.2卢瑟福提出有核原子模型
在弄清楚α射线之后,罗瑟福未放松,他和他的学生一起改良了一个实验,这个实验便是如今我们常常提及的“α粒子大角度散射实验”。原子核是通过这个实验被发现的。罗瑟福及其学生首先使用了一片涂有一层硫化锌的闪烁屏,紧接着将α粒子打到上面后会发出微弱的闪光。他用肉眼借助显微镜对准闪烁屏,然后一个一个地计数,接着移动显微镜的位置,分别读取不同位置的闪烁点,据此能够确定α粒子的统计分布。
当运用闪烁法去观察α散射之际,出现了反常闪光,卢瑟福跟他的学生又一次用α粒子直直地撞击金属外表,于是就获得了α射线大角度散射 ,而这一结果没办法凭借罗瑟福的老师J.J.汤姆生的实心带电球原子模型以及散射理论予以解释,卢瑟福因而相当苦思冥想了许久,终于在一九一零年末,经由精确细致地数学推算,证实了唯有假定原子当中有一个直径微小的核,正电荷聚集于核心内,才能够诠释为何会出现α粒子大角度散射 ,这便是原子核被发现的历程 。有一项伟大发现,是通过卢瑟福的α射线大角度散射实验知晓存在原子核,进而建立核原子模型的,而这一伟大发现,与卢瑟福从大量观察记录里经过反复研究以及其怀有执著追求紧密相连,密不可分。
可以看得出,他是一位无私的科学家,这是从他对待科学的认真,以及对待学生的尊重中体现出来的。就如同查德威克在记录的关于在卡文迪什的日子里所讲的那样:“卢瑟福并非是那种聪明的类型,而是伟大的杰出人物。他对待他的学生,哪怕是年纪最小的那一批,也会像对待处于同等地位的工作伙伴一样【2】255 。”。
5.总结
揭示了物理学革命序幕的,能够说是X射线的 以及 放射性的 ,尤其是鉴于放射性的 与 ,强力抨击了原子不可分割、质量恒定不变的传统 观念,撼动了经典力学以及经典物理学的根基。新的 接连不断地谱写进 的编年史册,就算是那些秉持旧观点的人,也难以反驳一连串实实在在的 证据。在原子核物理学诞生之时,其不断朝着壮大迈进,进而稳固下来,在此过程里,借由核技术实施的应用举动,核物理与其他学科,以及生产、医疗、军事等局部构建起了广泛的联系,还获取到了有力的支持,并且核物理基础研究持续为核技术的应用开辟全新的途径。反过来,核技术的应用又以有力的态势促使核物理的基础研究以及应用研究能够得以进展。
尽管原子核物理学将那次重新认识与改造世界的时机赋予了人类,可它还把那使人类自我消灭的源头给予了人类,恰似爱因斯坦临去世前讲的那般,“冥冥中存在着一种人类没办法左右的力量对这个世界施加着左右”。第二次世界大战爆发,伴随着原子弹的诞生,随之氢弹诞生,接着中子弹诞生,使得人类在步入核时代之际,也踏入了核阴影时代。虽我们没法遏止大自然灾害之发生,虽我们没法遏止那冥冥之中的力量,然而我们能够去选择科学的用途,至少一定不应演变成人类自我的消灭,各国先后签订了公约,销毁了一部分核弹,也许这恰是良好的开端,人类的科技理当为人类谋福祉,而非反倒消灭人类。往后于原子核物理学研究的路途上仍会是路途漫长且修远,有着更多全新事物等着我们去发觉,为人类的进步而予以探索。
