#每日科普# 如果一层一层“剥开”原子核，你会发现……
在道尔顿、布朗、爱因斯坦、佩兰的共同努力下，人类已经达成了共识：原子是切实存在的。
但道尔顿的现代原子论里提到“原子是不可再分的”。那原子真的就是构成物质的最小单元吗？原子里面还能不能继续拆分？
解决这一问题的，是三代师生，约瑟夫·汤姆森、欧内斯特·卢瑟福、詹姆斯·查德威克。
剥开原子的第一层面纱
最早打开原子内部结构的科学家，是汤姆森。
汤姆森在研究β射线的时候，发现β射线是由一种带负电粒子构成的，这种粒子被称作电子。
汤姆森认为，在每个原子里面应该都有这样的电子。而且，汤姆森还提出了他的葡萄干布丁原子模型：每个原子就像是一个葡萄干布丁，正电荷和布丁一样，均匀分布在整个原子里，带负电荷的电子，和葡萄干一样，撒在布丁上。
虽然在教科书上对这个模型的评价并不高，只是一带而过，但这个模型自有它的重要意义，它说明了一点，原子是可以继续拆分的。而继续拆分的任务，就交给了他的学生——卢瑟福。
1901年，卢瑟福在研究放射性元素“钍”的时候，发现钍元素能够向外释放出α射线，更令人惊讶的是，在衰变之后，钍元素变成了另一种元素。
一种元素能够转变成另一种元素，过去这件事只存在于炼金术士的幻想中，现在卢瑟福竟然证实了，这一重大的发现，让卢瑟福获得了1908年的诺贝尔化学奖。
顺便提一下，卢瑟福拿到诺贝尔化学奖之后并不高兴。他觉得自己明明是个物理学家，怎么都应该拿诺贝尔物理学奖。
但诺奖对卢瑟福来说并不重要，他通过对放射性元素的研究，认定了一件事：放射性元素释放出来的能量，来自原子内部。当时，包括居里夫人在内的很多人都认为，放射性物质的能量是从外部吸收来的。所以，卢瑟福认为居里夫人对放射性还不够了解。
如果原子内部能够放出各种各样的射线，这又指向了一件事情：原子还可以继续往下拆。
那原子里面到底有什么呢？于是，卢瑟福开始用α粒子，对原子发动了轰击。这就是著名的“金箔实验”。
1908年，卢瑟福在助手盖革的帮助下，一起用α粒子继续轰击金箔。他们发现，α粒子在透过金箔的时候，大部分粒子都是直直地穿过，而很少一部分粒子发生了偏移，卢瑟福称之为散射，而还有极少数粒子，发生了非常大的偏移。
异常现象背后一定有原因，卢瑟福就把研究重点放在这些偏转很大的粒子身上，他甚至让助手去找，有没有被反弹回来的α粒子。虽然卢瑟福本人没抱什么希望，可助手竟然真的发现了，有非常非常少的粒子，被直直地反弹回来了。
用卢瑟福自己的话来说，这就像你拿一门炮去轰一片纸巾，结果炮弹竟然被纸巾弹回来了。这些被弹回的粒子，就犹如一发炮弹，击中了卢瑟福的想象力。
当时，卢瑟福已经知道了，α粒子是带有正电荷的，如果发生了这么大幅度的偏转，一种可能是，它们受到了非常大的电磁力作用。被弹回的粒子，应该是直直撞上了这个电荷集中的地方，这个地方就是原子核。
根据推算，原子核应该非常非常小，就像鸟巢体育馆当中放了一个网球。
可是按照他老师汤姆森的葡萄干布丁模型，原子里的正电荷应该是均匀分布的，不应该有哪个地方存在这么集中的正电荷。难道老师之前说的一直是错的？
卢瑟福是一个极其严谨的人，他并没有急着公开自己的发现。他花了将近4年时间，确认了大量的数据，在确认万无一失之后，在1911年，卢瑟福模型首次公布了。
卢瑟福认为：原子不是坚不可摧的，原子中间是一个极小的带正电的原子核，外面是绕着它高速旋转的电子。
美国原子能委员会的标志，就是卢瑟福模型。还有你今天看到的用来表示原子的符号，大部分也都是这个模型。
早期美国原子能协会标志（图片来源Wikipedia）
提出这个模型之后，卢瑟福还有更重要的事情要做，他需要搞清楚原子核里头到底是什么。
卢瑟福继续用他钟爱的α粒子轰击其他原子。在轰击氮原子的时候，卢瑟福发现了一个现象，α粒子和氮原子碰撞的时候，会出现氢原子核，也就是后来的质子。
能撞出氢原子核，这说明了一个问题，氢原子核可能是氮原子核的组成成分。而且，氢原子核的质量非常轻，其他原子核的质量都是它的整数倍，有没有可能，氢原子核是所有原子核的组成成分？
如果是这样，这又会是一个重大的发现。
1920年，卢瑟福公布了他的发现：氢原子核是构成所有原子核的基本单元。他给这个基本单元起了一个名字，质子[1]。
但卢瑟福依然保持了自己的谨慎态度，在公布这个发现之后，他找到另一位物理学家帕特里克·布莱克特利一起做更多的研究，验证自己的猜想。
在观察了23000张照片上的40多万条轨迹之后，他们在其中找到了8条特殊的轨迹。再一次，从异常情况中，卢瑟福做出了重大发现，这8条轨迹能够说明，氢原子核确实是构成其他元素原子核的成分（这8条轨迹表示，氮原子核α粒子碰撞后形成了极其不稳定的氟原子，之后，衰变成了一个氧原子核一个氢原子核）。
由此，原子核里最重要的一种粒子被发现了。
小居里夫妇与中子擦肩而过
卢瑟福发现质子之后，跟他的助手查德威克又发现了一个神奇的现象。
氮原子的原子核重量大约是氢原子核的14倍（大约跟14个质子重量相当），而电子只有7个，如果原子核里只有质子，那氮原子应该带电才对，这不太可能。于是，卢瑟福推测，原子核内应该还有一种不带电的中性粒子，重量跟质子差不多。
这个中性粒子，就是中子。但到目前为止，这只是一个推测，卢瑟福并没有直接证据证明中子存在。
最先发现这个证据的，是德国两位科学家Walther Bothe和Herbert Becker。
1930年，他们用α粒子轰击锂、铍、硼等元素，轰击完之后，发现了一种奇怪的射线。这种射线能量很高，而且不带电，他们认为，这应该是γ射线（一种电磁波辐射）[2]。
有些材料上说，最早发现中子证据的，是居里夫人的女儿和女婿，即小居里夫妇，但并不是。不过，小居里夫妇确实很快就投入到了对这种射线的研究中，他们利用这种辐射轰击其他物质，得到了非常高能的质子[3]。
可惜的是，他们并没有怀疑这种射线本身到底是不是γ射线。所以，他们确实和中子，以及一块诺贝尔奖奖牌擦肩而过。
卢瑟福的助手查德威克倒是敏锐地意识到，这种射线根本就不是什么γ射线，应该就是卢瑟福预言的中子。于是，查德威克赶紧重复了实验，并且证明了，射线是由一种不带电，而且质量和质子非常接近的小粒子构成，证实了中子的存在。因为这个发现，查德威克获得了1935年的诺贝尔物理学奖。
顺便提一句，另一位叫劳伦斯的科学家，也发现Walther Bothe和小居里夫妇的解释有问题，同样投入研究，但还是慢了查德威克一步，但劳伦斯后面在后面因为另一项研究，对人类开发核能作出了极其重大的贡献，也拿回了属于自己的诺贝尔奖。
至此，人们不光发现原子核内的质子、中子，而且，也知道了通过改变原子核的组成，一种物质能够转变为另一种物质。
接下来，人们要开始将手伸进原子核内部了，摘取原子核内的能量果实。
参考文献：
[1]Romer A (1997). "Proton or prouton? Rutherford and the depths of the atom". American Journal of Physics. 65 (8): 707.
[2]Bothe, W.; Becker, H. (1930). "Künstliche Erregung von Kern-γ-Strahlen" [Artificial excitation of nuclear γ-radiation]. Zeitschrift für Physik. 66 (5–6): 289–306.
[3]Joliot-Curie, Irène & Joliot, Frédéric (1932). "Émission de protons de grande vitesse par les substances hydrogénées sous l'influence des rayons γ très pénétrants" [Emission of high-speed protons by hydrogenated substances under the influence of very penetrating γ-rays]. Comptes Rendus. 194: 273.
在道尔顿、布朗、爱因斯坦、佩兰的共同努力下，人类已经达成了共识：原子是切实存在的。
但道尔顿的现代原子论里提到“原子是不可再分的”。那原子真的就是构成物质的最小单元吗？原子里面还能不能继续拆分？
解决这一问题的，是三代师生，约瑟夫·汤姆森、欧内斯特·卢瑟福、詹姆斯·查德威克。
剥开原子的第一层面纱
最早打开原子内部结构的科学家，是汤姆森。
汤姆森在研究β射线的时候，发现β射线是由一种带负电粒子构成的，这种粒子被称作电子。
汤姆森认为，在每个原子里面应该都有这样的电子。而且，汤姆森还提出了他的葡萄干布丁原子模型：每个原子就像是一个葡萄干布丁，正电荷和布丁一样，均匀分布在整个原子里，带负电荷的电子，和葡萄干一样，撒在布丁上。
虽然在教科书上对这个模型的评价并不高，只是一带而过，但这个模型自有它的重要意义，它说明了一点，原子是可以继续拆分的。而继续拆分的任务，就交给了他的学生——卢瑟福。
1901年，卢瑟福在研究放射性元素“钍”的时候，发现钍元素能够向外释放出α射线，更令人惊讶的是，在衰变之后，钍元素变成了另一种元素。
一种元素能够转变成另一种元素，过去这件事只存在于炼金术士的幻想中，现在卢瑟福竟然证实了，这一重大的发现，让卢瑟福获得了1908年的诺贝尔化学奖。
顺便提一下，卢瑟福拿到诺贝尔化学奖之后并不高兴。他觉得自己明明是个物理学家，怎么都应该拿诺贝尔物理学奖。
但诺奖对卢瑟福来说并不重要，他通过对放射性元素的研究，认定了一件事：放射性元素释放出来的能量，来自原子内部。当时，包括居里夫人在内的很多人都认为，放射性物质的能量是从外部吸收来的。所以，卢瑟福认为居里夫人对放射性还不够了解。
如果原子内部能够放出各种各样的射线，这又指向了一件事情：原子还可以继续往下拆。
那原子里面到底有什么呢？于是，卢瑟福开始用α粒子，对原子发动了轰击。这就是著名的“金箔实验”。
1908年，卢瑟福在助手盖革的帮助下，一起用α粒子继续轰击金箔。他们发现，α粒子在透过金箔的时候，大部分粒子都是直直地穿过，而很少一部分粒子发生了偏移，卢瑟福称之为散射，而还有极少数粒子，发生了非常大的偏移。
异常现象背后一定有原因，卢瑟福就把研究重点放在这些偏转很大的粒子身上，他甚至让助手去找，有没有被反弹回来的α粒子。虽然卢瑟福本人没抱什么希望，可助手竟然真的发现了，有非常非常少的粒子，被直直地反弹回来了。
用卢瑟福自己的话来说，这就像你拿一门炮去轰一片纸巾，结果炮弹竟然被纸巾弹回来了。这些被弹回的粒子，就犹如一发炮弹，击中了卢瑟福的想象力。
当时，卢瑟福已经知道了，α粒子是带有正电荷的，如果发生了这么大幅度的偏转，一种可能是，它们受到了非常大的电磁力作用。被弹回的粒子，应该是直直撞上了这个电荷集中的地方，这个地方就是原子核。
根据推算，原子核应该非常非常小，就像鸟巢体育馆当中放了一个网球。
可是按照他老师汤姆森的葡萄干布丁模型，原子里的正电荷应该是均匀分布的，不应该有哪个地方存在这么集中的正电荷。难道老师之前说的一直是错的？
卢瑟福是一个极其严谨的人，他并没有急着公开自己的发现。他花了将近4年时间，确认了大量的数据，在确认万无一失之后，在1911年，卢瑟福模型首次公布了。
卢瑟福认为：原子不是坚不可摧的，原子中间是一个极小的带正电的原子核，外面是绕着它高速旋转的电子。
美国原子能委员会的标志，就是卢瑟福模型。还有你今天看到的用来表示原子的符号，大部分也都是这个模型。
早期美国原子能协会标志（图片来源Wikipedia）
提出这个模型之后，卢瑟福还有更重要的事情要做，他需要搞清楚原子核里头到底是什么。
卢瑟福继续用他钟爱的α粒子轰击其他原子。在轰击氮原子的时候，卢瑟福发现了一个现象，α粒子和氮原子碰撞的时候，会出现氢原子核，也就是后来的质子。
能撞出氢原子核，这说明了一个问题，氢原子核可能是氮原子核的组成成分。而且，氢原子核的质量非常轻，其他原子核的质量都是它的整数倍，有没有可能，氢原子核是所有原子核的组成成分？
如果是这样，这又会是一个重大的发现。
1920年，卢瑟福公布了他的发现：氢原子核是构成所有原子核的基本单元。他给这个基本单元起了一个名字，质子[1]。
但卢瑟福依然保持了自己的谨慎态度，在公布这个发现之后，他找到另一位物理学家帕特里克·布莱克特利一起做更多的研究，验证自己的猜想。
在观察了23000张照片上的40多万条轨迹之后，他们在其中找到了8条特殊的轨迹。再一次，从异常情况中，卢瑟福做出了重大发现，这8条轨迹能够说明，氢原子核确实是构成其他元素原子核的成分（这8条轨迹表示，氮原子核α粒子碰撞后形成了极其不稳定的氟原子，之后，衰变成了一个氧原子核一个氢原子核）。
由此，原子核里最重要的一种粒子被发现了。
小居里夫妇与中子擦肩而过
卢瑟福发现质子之后，跟他的助手查德威克又发现了一个神奇的现象。
氮原子的原子核重量大约是氢原子核的14倍（大约跟14个质子重量相当），而电子只有7个，如果原子核里只有质子，那氮原子应该带电才对，这不太可能。于是，卢瑟福推测，原子核内应该还有一种不带电的中性粒子，重量跟质子差不多。
这个中性粒子，就是中子。但到目前为止，这只是一个推测，卢瑟福并没有直接证据证明中子存在。
最先发现这个证据的，是德国两位科学家Walther Bothe和Herbert Becker。
1930年，他们用α粒子轰击锂、铍、硼等元素，轰击完之后，发现了一种奇怪的射线。这种射线能量很高，而且不带电，他们认为，这应该是γ射线（一种电磁波辐射）[2]。
有些材料上说，最早发现中子证据的，是居里夫人的女儿和女婿，即小居里夫妇，但并不是。不过，小居里夫妇确实很快就投入到了对这种射线的研究中，他们利用这种辐射轰击其他物质，得到了非常高能的质子[3]。
可惜的是，他们并没有怀疑这种射线本身到底是不是γ射线。所以，他们确实和中子，以及一块诺贝尔奖奖牌擦肩而过。
卢瑟福的助手查德威克倒是敏锐地意识到，这种射线根本就不是什么γ射线，应该就是卢瑟福预言的中子。于是，查德威克赶紧重复了实验，并且证明了，射线是由一种不带电，而且质量和质子非常接近的小粒子构成，证实了中子的存在。因为这个发现，查德威克获得了1935年的诺贝尔物理学奖。
顺便提一句，另一位叫劳伦斯的科学家，也发现Walther Bothe和小居里夫妇的解释有问题，同样投入研究，但还是慢了查德威克一步，但劳伦斯后面在后面因为另一项研究，对人类开发核能作出了极其重大的贡献，也拿回了属于自己的诺贝尔奖。
至此，人们不光发现原子核内的质子、中子，而且，也知道了通过改变原子核的组成，一种物质能够转变为另一种物质。
接下来，人们要开始将手伸进原子核内部了，摘取原子核内的能量果实。
参考文献：
[1]Romer A (1997). "Proton or prouton? Rutherford and the depths of the atom". American Journal of Physics. 65 (8): 707.
[2]Bothe, W.; Becker, H. (1930). "Künstliche Erregung von Kern-γ-Strahlen" [Artificial excitation of nuclear γ-radiation]. Zeitschrift für Physik. 66 (5–6): 289–306.
[3]Joliot-Curie, Irène & Joliot, Frédéric (1932). "Émission de protons de grande vitesse par les substances hydrogénées sous l'influence des rayons γ très pénétrants" [Emission of high-speed protons by hydrogenated substances under the influence of very penetrating γ-rays]. Comptes Rendus. 194: 273.
《大卫·科波菲尔》查尔斯·狄更斯
这本书在亲情、爱情和友情这三个方面描写出世人所向往的深度，每种感情的信任与关怀都值得令人称赞。我猜想，或许正是因为其中积极正确的人生态度才会成为中小学生的推荐读物吧。
这本书从大卫的出生开始，直至大卫中年幸福生活的落幕，因此是一个HE的结局。书中的人物，在我看来并不那么像生活中的人有着内心的复杂与情感的矛盾，他们有些像黑白棋子，是非对错，秉性的好与坏贯彻得十分彻底。好人便一直是好人，尽管Ta有着这样或那样的缺点，坏人便是死性不改，一坏到底（大部分）。其实这本书里的反派角色也没几个，上半部主要的反派人物是谋得斯通姐弟与克里克尔校长，下半部则集中于希浦和那个时时刻刻都十分体面的人——利蒂默。下半部的这两人，把虚伪、阴险与狡猾演绎得十分突出，特别是最后被关进监狱，在监狱内的做作行为与欺骗式的言语，使监狱领导十分满意，因此他俩成了监狱里数一数二的模范囚犯，十分讽刺。
大卫还未出生时就失去了父亲，所以他是遗腹子，出生后被美丽但头脑简单的母亲与十分爱他的保姆辟果提共同抚养长大，可惜母亲被奸人所蒙骗，不幸嫁给了谋得斯通先生，随后被谋得斯通姐弟俩通过精神折磨致死，连同她刚出生不久的婴儿也一同去世。大卫就此在这个原本完全属于他与母亲的家中，失去了位置，变成了一个多余的人。随即被打发送到外面去打工，过着简单乏味，重复性高，且吃不饱的生活。在此期间认识的米考博夫妇，让他意识到这样的生活不能再继续了！因此，他黯然出走，一个人身份分文地徒步去找寻那从未见过面的姨奶奶特洛伍德小姐。
特洛伍德小姐是大卫这一生最重要的人，也因为她，大卫的人生才发生了重大改变。特洛伍德小姐尽心尽力地照顾着大卫，送他去学校上学，为他找好离学校近的住宿点，在他毕业后指导他去寻找未来的前进方向，并提供物质支持，让大卫可以无所顾忌地探索世界。也正是有了特洛伍德小姐，大卫才能寄宿于艾妮丝家中，并且与艾妮丝建立牢固的情谊。
可以这么说，大卫人生中大部分重要的人物都是由特洛伍德小姐与辟果提这两位女士牵线搭桥，少了其中任何一人，都不能成就现如今的大卫。
#读书#
这本书在亲情、爱情和友情这三个方面描写出世人所向往的深度，每种感情的信任与关怀都值得令人称赞。我猜想，或许正是因为其中积极正确的人生态度才会成为中小学生的推荐读物吧。
这本书从大卫的出生开始，直至大卫中年幸福生活的落幕，因此是一个HE的结局。书中的人物，在我看来并不那么像生活中的人有着内心的复杂与情感的矛盾，他们有些像黑白棋子，是非对错，秉性的好与坏贯彻得十分彻底。好人便一直是好人，尽管Ta有着这样或那样的缺点，坏人便是死性不改，一坏到底（大部分）。其实这本书里的反派角色也没几个，上半部主要的反派人物是谋得斯通姐弟与克里克尔校长，下半部则集中于希浦和那个时时刻刻都十分体面的人——利蒂默。下半部的这两人，把虚伪、阴险与狡猾演绎得十分突出，特别是最后被关进监狱，在监狱内的做作行为与欺骗式的言语，使监狱领导十分满意，因此他俩成了监狱里数一数二的模范囚犯，十分讽刺。
大卫还未出生时就失去了父亲，所以他是遗腹子，出生后被美丽但头脑简单的母亲与十分爱他的保姆辟果提共同抚养长大，可惜母亲被奸人所蒙骗，不幸嫁给了谋得斯通先生，随后被谋得斯通姐弟俩通过精神折磨致死，连同她刚出生不久的婴儿也一同去世。大卫就此在这个原本完全属于他与母亲的家中，失去了位置，变成了一个多余的人。随即被打发送到外面去打工，过着简单乏味，重复性高，且吃不饱的生活。在此期间认识的米考博夫妇，让他意识到这样的生活不能再继续了！因此，他黯然出走，一个人身份分文地徒步去找寻那从未见过面的姨奶奶特洛伍德小姐。
特洛伍德小姐是大卫这一生最重要的人，也因为她，大卫的人生才发生了重大改变。特洛伍德小姐尽心尽力地照顾着大卫，送他去学校上学，为他找好离学校近的住宿点，在他毕业后指导他去寻找未来的前进方向，并提供物质支持，让大卫可以无所顾忌地探索世界。也正是有了特洛伍德小姐，大卫才能寄宿于艾妮丝家中，并且与艾妮丝建立牢固的情谊。
可以这么说，大卫人生中大部分重要的人物都是由特洛伍德小姐与辟果提这两位女士牵线搭桥，少了其中任何一人，都不能成就现如今的大卫。
#读书#
#乌克兰4地入俄公投从堪察加开始# 随着乌克兰4地举行入俄公投，大家都在猜想会不会引发新一轮的军事冲突？估计各方都在拭目以待！前段时间看似乌克兰的反攻攻势猛烈，不过其实也是“雷大雨点小”，对俄罗斯并没有造成多大的损伤，反而是乌克兰遭到了不小的损失和人员伤亡。随着俄罗斯对乌克兰特别军事行动的战略调整和即将到来的冬季，乌克兰会明显处于下风，估计乌克兰也会顾头不顾尾，至于公投不公投也就没有那么重要了！
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