Открытие протона и нейтрона

Слайд 1. Открытие протона и нейтрона

Как человечество узнало о внутреннем устройстве атомного ядра

Слайд 2. Путь внутрь атома

В начале XX века учёные считали, что атом — это положительно заряженный «пудинг» с вкраплениями электронов-«изюминок». Эрнест Резерфорд решил проверить эту теорию экспериментально. Он обстреливал тонкую золотую фольгу потоком положительных $\alpha$-частиц, ожидая, что они пройдут насквозь почти без отклонений.

Слайд 3. Эксперимент Резерфорда

Слайд 4. Открытие протона (1919 год)

Протон — первая открытая частица ядра:

Резерфорд бомбардировал азот $\alpha$-частицами

В результате вылетали ядра водорода

Их назвали «протонами» (от греч. «первый»)

Заряд протона положителен и равен $+e$

Масса протона $\approx 1836$ масс электрона

Слайд 5. Загадка массы ядра

Учёные заметили странность: заряд ядра гелия в 2 раза больше водородного, а масса — в 4 раза! Это означало, что в ядре есть ещё какие-то частицы, которые имеют массу, но не имеют электрического заряда.

Слайд 6. Открытие нейтрона (1932 год)

Джеймс Чедвик обнаружил, что при обстреле бериллия $\alpha$-частицами возникает странное излучение. Оно не имело заряда (не отклонялось магнитом), но обладало огромной проникающей способностью. Чедвик доказал, что это поток нейтральных частиц с массой, почти равной массе протона — нейтронов.

Слайд 7. Характеристики нуклонов

Заряд $+1$, масса $1.007$ а.е.м. Определяет химический элемент.

Заряд $0$, масса $1.008$ а.е.м. Обеспечивает стабильность ядра.

Число протонов в ядре. Равно порядковому номеру в таблице Менделеева.

Массовое число. Сумма протонов и нейтронов в ядре: $A=Z+N$.

Слайд 8. Практическое применение

Понимание состава ядра позволило создать атомные реакторы. Деление тяжелых ядер высвобождает энергию связи нуклонов.

Использование изотопов (атомов с разным числом нейтронов) помогает врачам находить болезни и лечить опухоли.

Слайд 9. Вопросы для обсуждения

Почему Резерфорд использовал именно золото для своей фольги?

Как вы думаете, почему нейтрон открыли на 13 лет позже протона?

Что удерживает положительные протоны вместе в ядре, если они отталкиваются?

Может ли существовать атом без нейтронов в ядре?

Слайд 10. Подведем итоги

Атом состоит из крошечного плотного ядра и электронной оболочки

Ядро состоит из протонов (заряд $+1$) и нейтронов (заряд $0$)

Протон был открыт Э. Резерфордом в 1919 году

Нейтрон был открыт Дж. Чедвиком в 1932 году

Масса атома сосредоточена в ядре и равна сумме масс протонов и нейтронов