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查德威克是在老师卢瑟福发现质子的基础上发现中子的。因此，要想知道查德威克发现中子的过程，得首先从卢瑟福发现质子的过程说起。
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1910年，卢瑟福用α粒子轰击原子，进而发现原子有核，因为原子是中性的，于是，卢瑟福推测原子核带正电，并与核外电子所带负电的电量相等，并提出了原子的核式结构模型。
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1914年，卢瑟福又用阴极射线轰击氢原子，结果将氢原子中的电子被打出，变成了带正电的阳离子，因为氢原子核外只有一个电子，故这个阳离子实际上就是氢原子核，并与电子的电量相等。于是，卢瑟福将氢原子核命名为质子，这就是卢瑟福发现质子的过程。
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1919年，卢瑟福又用加速的高能α粒子轰击氮原子核，发现氮原子核中的质子被打出后变成了氧原子。这是人类首次真正意义上实现了几千年来“炼金术”的梦想，即将一种元素变成另一种元素，也就是将一种物质变成另一种物质。
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1924年，卢瑟福已经能从各种元素的原子核中打出质子了。
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自从汤姆逊发现电子和卢瑟福发现质子后，人们便认为原子内只有质子和电子。但卢瑟福的学生莫塞莱注意到原子核所带的正电数与原子序数相等，但原子量却比原子序数大，这说明原子内若只有电子和质子，而电子的质量又非常小，且可忽略不计，那么，整个原子的质量就不够了。基于这样的事实，卢瑟福曾于1920年就猜测到原子核内部可能还有中性粒子存在，但没有继续研究下去。
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查德威克沿着老师的猜想，开始在卡文迪许实验室寻找这种中性粒子。与此同时，德国物理学家波特及其学生贝克尔，在对铍原子核轰击的实验中发现了中性射线，他们以为是γ射线，而法国居里夫人的女婿、女儿约里奥·居里夫妇也进行了此类实验，证实了波特实验中发现的中性射线，他们也以为是γ射线。就是这种“以为”的疏忽，导致他们与诺贝尔奖失之交臂。
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查德威克意识到这种中性射线不可能是γ射线，而是某种中性粒子流，因为γ射线没有质量，根本不可能从原子核中被撞击出来，只有这种中性粒子的质量与质子的质量相当，才有可能被撞击出来，于是，他采用云室方法测量这种中性粒子的质量，通过近1个月时间的反复测量，终于发现这种中性粒子的质量果然与质子的质量相当，进而确认了原子核内有中性粒子的存在，并将其命名为中子。
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因此，“会做，就必须做对”的查德威克，终于获得了1935年的诺贝尔物理奖。
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这就是查德威克发现中子的大致过程，此过程可视为汤姆逊、卢瑟福、查德威克三代师生科学接力的过程，如图10-6所示。
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图10-6 汤姆逊、卢瑟福都担任过卡文迪许实验室主任，而查德威克也担任过副主任，三代师生又因发现电子、质子和中子而获得诺贝尔物理奖
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叩开学习物理的门与道 10.4 飞出地球 10.5宇宙深处
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这两节内容相当于简单的科普知识介绍。目的是让学生了解东、西方古人通过观察和想象，在心目中建立起来的宇宙图景是怎样的。认识古代天文学家托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”。又在牛顿发现万有引力的基础上，认识包括地球在内的行星为什么总是绕着太阳运转；知道古人早就有飞出地球的梦想，而今人已通过热机、火箭和飞船等技术，实现了遨游太空的愿望，正在着手进行深空探究，试图在地球以外的天体上创建新的家园，设法找到跟人类相同，甚至比人类更高级的生命体，并与他们做邻舍好友。
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两节学习要点
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●为什么“地心说”能流行一千多年？
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●为什么“日心说”吹响了科学革命的号角？
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●知道三个宇宙速度值，知道物体若达到或超过这三个宇宙速度值，其运动情况将会是怎样的。
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●知道今天人们借助射电望远镜能观测到1.37×105l.y.（光年），大致了解地月系统、太阳系和银河系的尺寸。
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两节学习支架
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1.怎样认识托勒密的“地心说”？
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托勒密是古希腊天文学家，集当时天文学之大成，进而提出了“地心说”。
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由于在那个年代没有任何观察仪器，数学也不发达，托勒密仅凭肉眼观察和思辨，提出“地心说”并能解释日食、月食等许多天文现象。因为“地心说”符合当时人们普遍认同的地球不动的观念，因此很容易被人们接受，加上“地心说”又被当时封建教会所利用并用来证明“上帝存在”。因此，“地心说”流行了一千多年。