質子

質子治療系統原圖鏈接來自 Medsci梅斯網 的圖片

質子(英語: proton )，是一種帶正電荷的亞原子粒子，原子核由質子和中子組成，質子則是由兩個上夸克和一個下夸克通過膠子在強相互作用下構成。原子核中質子數目決定其化學性質和它屬於何種化學元素。

中文名質子 外文名proton 所屬粒子類型複合粒子 所屬學科物理 發現時間1918年 發現人歐內斯特·盧瑟福

目錄

質子、電子、原子之間的關係：

電子：是一種帶有負電的亞原子粒子，通常標記為e-，是構成原子的基本粒子之一，質量極小，帶負電，在原子中圍繞原子核旋轉。

質子、電子、原子之間的關係：

1、一個原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。

2、當質子數與電子數相同時，這個原子就是電中性的；否則，就是帶有正電荷或者負電荷的離子。

3、根據質子和中子數量的不同，原子的類型也不同：質子數決定了該原子屬於哪一種元素，而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。

歷史

英國物理學家歐內斯特·盧瑟福被公認為質子的發現人。1918年他任卡文迪許實驗室主任時，用α粒子轟擊氮原子核，注意到在使用α粒子轟擊氮氣時他的閃光探測器紀錄到氫核的跡象。質子命名為proton，這個單詞是由希臘文中的「第一」演化而來的。盧瑟福認識到這些氫核唯一可能的來源是氮原子，因此氮原子必須含有氫核。他因此建議原子序數為1的氫原子核是一個基本粒子。在此之前尤金·戈爾德斯坦（Eugene Goldstein）就已經注意到陽極射線是由正離子組成的。但他沒有能夠分析這些離子的成分。盧瑟福發現質子以後，又預言了不帶電的中子存在。

發現

1919年，盧瑟福做了用α粒子轟擊氮原子核的實驗，實驗裝置如圖所示，容器C里放有放射性物質A，從A射出的α粒子射到鋁箔F上，適當選取鋁箔的厚度，使容器C抽成真空後，α粒子恰好被F吸收而不能透過，在F後面放一熒光屏S，用顯微鏡冊來觀察熒光屏上是否出現閃光．通過閥門T往C里通進氮氣後，盧瑟福從熒光屏S上觀察到了閃光，把氮氣換成氧氣或二氧化碳，又觀察不到閃光，這表明閃光一定是α粒子擊中氮核後產生的新粒子透過鋁箔引起的．

盧瑟福把這種粒子引進電場和磁場中，根據它在電場和磁場中的偏轉，測出了它的質量和電量，確定它就是氫原子核，又叫做質子，通常用符號盧瑟福把這種粒子引進電場和磁場中，根據它在電場和磁場中的偏轉，測出了它的質量和電量，確定它就是氫原子核，又叫做質子，通常用符號表示。

這個質子是α粒子直接從氮核中打出的，還是α粒子打進覆核後形成的覆核發生衰變 時放出的呢?為了弄清這個問題，英國物理學家布拉凱特又在充氮的雲室里做了這個實驗．如果質子是α粒子直接從氮核中打出的，那麼在雲室里就會看到四條徑跡：放射α粒子的徑跡、碰撞後散射的。粒子的徑跡、質子的徑跡及拋出質子後的核的反衝徑跡。如果粒子打進氮核後形成一個覆核，這覆核立即發生衰變放出一個質子，那麼在雲室里就能看到三條徑跡：入射α粒子的徑跡、質子的徑跡及反衝核的徑跡。布拉凱特拍攝了兩萬多張雲室照片，終於從四十多萬條「粒子徑跡的照片中，發現有八條產生了分叉。分叉的情況表明，這第二種設想是正確的。從質量數守恆和電荷數守恆可以知道產生的新核是氧17。

在雲室的照片中，分叉後細而長的是質子的徑跡，短而粗的是反衝氧核的徑跡．

後來，人們用同樣的方法使氟、鈉、鋁等核發生了類似的轉變，並且都產生了質子。由於各種核里都能轟擊出質子，可見質子是原子核的組成部分。

應用

物理中質子常被用來在加速器中加速到近光速後用來與其它粒子碰撞。這樣的試驗為研究原子核結構提供了極其重要的數據。慢速的質子也可能被原子核吸收用來製造人造同位素或人造元素。核磁共振技術使用質子的自旋來測試分子的結構。

視頻

質子 相關視頻

請問質子到底會是什麼樣呢？ 盧瑟福生平簡介 粒子世界三：原子核之父盧瑟福砸開原子！現質子預言中子！