质子带正电,电子带负电,两者电荷数相同,原子由质子和中子构成,所以原子通常为电中性,对于原子中,质子数等于电子数。质子带的电荷量就等于原子核所带的电荷量。
1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验,实验装置如图所示,容器C里放有放射性物质A,从A射出的α粒子射到铝箔F上,适当选取铝箔的厚度,使容器C抽成真空后,α粒子恰好被F吸收而不能透过,在F后面放一荧光屏S,用显微镜册来观察荧光屏上是否出现闪光。通过阀门T往C里通进氮气后,卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光,把氮气换成氧气或二氧化碳,又观察不到闪光,这表明闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的。
卢瑟福把这种粒子引进电场和磁场中,根据它在电场和磁场中的偏转,测出了它的质量和电量,确定它就是氢原子核,又叫做质子,通常用符号卢瑟福把这种粒子引进电场和磁场中,根据它在电场和磁场中的偏转,测出了它的质量和电量,确定它就是氢原子核,又叫做质子,通常用符号表示。
这个质子是α粒子直接从氮核中打出的,还是α粒子打进复核后形成的复核发生衰变时放出的呢?为了弄清这个问题,英国物理学家布拉凯特又在充氮的云室里做了这个实验。
如果质子是α粒子直接从氮核中打出的,那么在云室里就会看到四条径迹:放射α粒子的径迹、碰撞后散射的。粒子的径迹、质子的径迹及抛出质子后的核的反冲径迹.如果粒子打进氮核后形成一个复核,这复核立即发生衰变放出一个质子,那么在云室里就能看到三条径迹:入射α粒子的径迹、质子的径迹及反冲核的径迹。布拉凯特拍摄了两万多张云室照片,终于从四十多万条“粒子径迹的照片中,发现有八条产生了分叉。分叉的情况表明,这第二种设想是正确的。从质量数守恒和电荷数守恒可以知道产生的新核是氧17。
在云室的照片中,分叉后细而长的是质子的径迹,短而粗的是反冲氧核的径迹。
后来,人们用同样的方法使氟、钠、铝等核发生了类似的转变,并且都产生了质子。由于各种核里都能轰击出质子,可见质子是原子核的组成部分。
3.质子带电吗