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第十四章能源的开发和利用第二节原子核的组成一、电子和放射性现象的发现物质是由分子、原子构成的，原子是很小很小的微粒，其直径只有10-10米.在十九世纪以前，人们一直认为原子是不可再分的中性粒子.1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，而电子比原子小得多，因而人们才认识到原子还可再分.电子的发现把人们带入了原子内部的世界.在同一时期人们还发现了天然放射性现象，对放射性现象的进一步研究，人们认识到原子核还可再分.原子核由比它更小的粒子组成.放射性现象的发现把人们带入了原子核内部的世界.二、放射性现象什么是放射性现象？像铀(U)、钋(Po)、镭(Ra)等元素能自发地放出一些人眼看不见的、能穿透黑纸使照相底片感光的射线，这种现象叫放射性现象.这些元素叫放射性元素.射线究竟是什么？在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？这些射线带不带电呢？三种射线α射线β射线γ射线α射线根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做α射线，α射线由带正电的α粒子组成.科学家们研究发现每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，α粒子质量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明α粒子就是氦原子核.由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.β射线与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进一步研究表明β粒子就是电子.β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.γ射线中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线，研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的.γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.三、原子核的组成放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构.原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？质子的发现英国物理学家卢瑟福在1919年做核反应实验时发现了质子，经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核.中子的发现1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电.是中性粒子.在对各种原子核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子.原子核的组成氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转；氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外有2个电子绕着它转；锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转；铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转；……原子核的组成各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数；原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分.在某种核反应中，一个中子变成一个电子和一个质子.这就是原子核内没有电子，又会放出电子，产生β射线的原因.