Хто відкрив нейтрон, протон і електрон, і яке значення це мало для людства

З давніх часів людини цікавила структура речовини, яку він спостерігає навколо себе кожен день. Одна з гіпотез, висунута ще в Античній Греції, постулювала, що речовина складається з елементарних частинок — атомів. Однак тільки в XX столітті було експериментально встановлено, що атом складається з субатомних часток: протонів, електронів і нейтронів. У статті розкривається тема, хто відкрив нейтрон, протон і електрон, і який вплив зробили ці відкриття на розвиток людства.

Атом і субатомні частинки

Матерія Всесвіту складається з маленьких частинок, які називаються атомами. Ця концепція була висунута грецьким математиком і філософом Демокрітом ще в V столітті до нашої ери. З давньогрецької мови слово «атом» перекладається як «неподільний». Через технічну неможливість перевірити, що являє собою атом, ця гіпотеза існувала аж до XIX століття, коли досягнення науки і технологій дозволили вивчити атом більш ретельно. Завдяки вивченню атома в кінці XIX століття було встановлено, що він не є елементарною одиницею матерії і складається з більш дрібних частинок, які були названі субатомными. До цих часток прийнято відносити електрон, протон і нейтрон, оскільки вони утворюють атоми всього речовини.

В даний час в питанні вивчення елементарних частинок наука просунулася далеко вперед. Так, було встановлено, що навіть субатомні частинки теж мають свою внутрішню структуру. Крім того, існує так звана антиматерія, утворена атомами, що складаються з античастинок, які теж є субатомными. Тим не менш початок ядерної фізики і ядерної історії людства поклало саме відкриття електронів, протонів і нейтронів. Хто відкрив ці субатомні частинки, що розглядається в цій статті.

Дивіться також:  Що таке цирульник, чим він займався?

Сучасні уявлення про будову атома

Перш ніж переходити до відповіді на питання, хто відкрив нейтрони, протони й електрони, розглянемо, що з сучасної точки зору являє собою атом.

Кожна речовина, яке ми бачимо кожен день, складається з молекул. Вони ж утворені атомами. Хоча кількість різних молекул досить велика, всі вони утворені обмеженою кількістю різних атомів (близько 100). Кожен атом має ядро, що складається з протонів і нейтронів, і обертаються навколо ядра електрони, електричний заряд яких є від’ємним і протилежний за знаком заряду ядра.

Якщо застосовувати ці уявлення до води, то слід сказати, що у краплі води діаметром 4 мм знаходиться приблизно 1015 молекул. Молекула води складається з 3 атомів: 2 атома водню і 1 атом кисню. Атом кисню складається з ядра, утвореного 8 протонами і 8 нейтронами, та електронної оболонки, що складається з 8 електронів.

Відкриття електрона

До 1897 року людство вважало атом неподільним, коли британський фізик Джозеф Джон Томсон відкрив електрон у своїх експериментах з катодними променями. Прилад, який використовував Томсон, представляв собою герметичну трубку зі скла, в яку були поміщені два катода, і було викачано повітря. Учений виявив, що випускаються катодні промені відхиляються від свого шляху поширення, якщо на них впливати електричним полем. У підсумку вчений встановив, що утворюють ці промені частинки повинні мати негативний заряд. Згодом ці частинки одержали назву електрони.

Дивіться також:  Інгалятор "Омрон" - відгуки, інструкція із застосування і особливості

Відкриття протона

Учень Дж. Дж. Томсона, новозеландський фізик Ернест Резерфорд, вважається вченим, відкрив протон. Він на початку XX століття запропонував планетарну модель будови атома, в якій основна маса знаходиться в центрі. До такої гіпотези Резерфорд прийшов після аналізу експериментів, в яких вчені Ганс Гейгер і Ернест Марсден бомбардували альфа-частинками платівку із золота.

У 1918 році Резерфорд провів самостійно експерименти по взаємодії альфа-частинок з азотом. У цих експериментах вчений спостерігав випущення ядер атома водню і прийшов до висновку, що вони є «цеглинками» для всіх інших ядер. Так Резерфорд відкрив протон. Згодом було встановлено, що ядерна маса значно перевищує сумарну масу всіх протонів атома, тому Резерфорд припустив, що в ядрі атома існує ще деяка важка частинка, яка не володіє зарядом. Цією часткою став нейтрон, який був відкритий пізніше.

Дивіться також:  Трава тирлич: хімічний склад, лікувальні властивості та протипоказання

Хто відкрив нейтрон?

Третя складова атом частка була відкрита в 1932 році. Вченим, який відкрив існування нейтронів, став англійський фізик Джеймс Чедвік. Вивчаючи поведінку атомів, коли їх бомбардують альфа-частинки, Чедвік виявив існування радіаційного випромінювання, частинки якого мали масу приблизно таку ж, як і протони, але були електрично нейтральними, оскільки не взаємодіяли з електричним полем. Крім того, ці частинки були здатні впливати на речовину і змушувати атоми важких елементів ділитися на більш легкі. Із-за фізичних властивостей нової частинки Чедвік назвав її нейтроном, тому він по праву вважається вченим, відкрив нейтрон.

Енергія атомного ядра

Після того, як нейтрони були відкриті, ядерна фізика, а також хімія і технології зробили величезний крок вперед. Перед людиною відкрився новий, практично невичерпний і в той же час небезпечний джерело енергії.

Початок ядерної ери людство відчуло на собі в 1945 році, коли США зазнала у руйнівну дію першу ядерну бомбу «Трініті», скинувши на японські міста Хіросіма і Нагасакі.

Перше використання ядерної енергії в мирних цілях слід віднести до середини 50-х років XX століття, коли в 1953 році був побудований перший ядерний реактор, який замінив дизельний двигун на американському підводному човні «Наутілус».