科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的故事

<<揭開原子秘密的人>>
1871年，盧瑟福誕生在新西蘭的一個農(nóng)村。他家人口很多，盧瑟福從小一邊上學(xué)一邊幫著家里干農(nóng)活。少年時的盧瑟福是個很愛動腦筋的孩子，尤其喜歡自己動手做些小玩意。他曾經(jīng)“發(fā)明”了一種可以發(fā)射“遠射程炮彈”的玩具火炮，還巧妙地設(shè)計出增加炮擊距離的方法。有一次，家里的大鐘壞了，盧瑟福便動手把鐘拆開來，他的兄弟姐妹都認為一定會受到父母的責罰，但盧瑟福竟把鐘修好了，而且以后還走得很準。后來，他還自制了一架照相機，自己
拍攝，自己沖洗，成了個攝影迷。24歲時，盧瑟福獲得一筆獎學(xué)金，來到英國劍橋大學(xué)凱文迪許實驗室進行深造。從此，他開始了在英國的科學(xué)研究生活。37歲那年，由于他對于放射性現(xiàn)象研究的杰出成就，他獲得了諾貝爾化學(xué)獎。但他并沒有滿足，決心對原子進行更深入的探索。
早在古希臘時代，就有人提出，自然界天地萬物是由原子構(gòu)成的。長期以來，人們一直認為原子是物質(zhì)最小的單位，是不可分割的，它的形狀像個實心小球。而此時隨著科學(xué)的發(fā)展，一些科學(xué)家認識到原子內(nèi)部還有著更小的單位，盧瑟福的老師湯姆遜就持這一種觀點。他們認為，原子的模樣像西瓜，瓜瓣就像是原子內(nèi)均勻分布的正電荷，而瓜子就是電子。
“原子果真像老師所說的那樣嗎？“盧瑟福想通過實驗來探究一下自己一直思索的這個問題。他想，如果原子果真像個西瓜，那么，如果用比原子更小的粒子作“炮彈”來轟擊它，就一定很容易地穿過它而筆直地前進。于是，他決定用一種叫做“a“的粒子做“炮彈”，來轟擊原子，看看會發(fā)生什么情況。
然而，要做這個實驗并不是一件容易的事。除了要設(shè)計一套專門儀器外，實驗本身就像是用機關(guān)槍掃射幾個散落在茫茫草原中的小核桃一樣的困難。
在年輕的助手和幾個學(xué)生幫助下，盧瑟福終于設(shè)計出了一個試驗裝置：一個“a”射線的放射源，就像一挺機關(guān)槍，一個金屬箔作靶子，就像放核桃的草地，在它的旁邊放一個硫化鋅的熒光屏，屏后安裝一架顯微鏡，來觀察實驗的情況。
實驗開始了，發(fā)射源發(fā)射出的“a”粒子“炮彈”，以每秒2000米的速度穿過金屬 箔，在漆黑的實驗室里，熒光屏上出現(xiàn)了點點閃光。
“這是怎么會事呢？”學(xué)生們問道。
“這說明絕大多數(shù)a粒子穿過金屬靶子飛走了，只有個別a粒子被彈了回來?！北R瑟福說。
可這意味著什么呢？盧瑟福陷入了沉思。
實驗使盧瑟福感到驚嘆，他開始了連續(xù)不停的實驗和思考，像著了魔一樣整日整夜地呆在實驗室里。管理實驗大樓的工友搞不清他是否離開過，他的妻子兒女也難得見他一面。一天清晨，盧瑟福興沖沖地沖進了辦公室，對著正在整理東西的助手，大聲地說道：
“我知道了，我知道了。原子到底是什么樣子我知道了?！甭砸煌ｎD，他又說：“它大致可以設(shè)想為一個小的太陽系。”助手怔怔地看著他，聳了聳肩說：“什么？您是說我們在一個看不見的世界里當了普羅米修斯嗎？——普羅米修斯是希臘神話中為人類送來火種的神。“是的，就像是太陽系?！北R瑟福繼續(xù)解釋到，“原子既不是像小實心球，也不像西瓜，它的中心有個小的、帶陽電的核，而帶陰電的電子在圍繞著這個核飛轉(zhuǎn)。這就如同：原子核是太陽，電子就像行星，繞著太陽轉(zhuǎn)……
“那么，a粒子被彈回來的現(xiàn)象怎么解釋呢？”助手問他?！斑@是因為原子內(nèi)部大部分是空隙，所以比原子更小的粒子能很容易穿過；又因為當中有個核，a粒子碰上這個堅硬的核就會被彈了回來。
盧瑟福終于打開了原子神秘之宮的大門！他的這一嶄新的原子結(jié)構(gòu)理論，具有劃時代的意義。從此，原子學(xué)和原子核物理學(xué)便誕生并發(fā)展起來。
1919年，盧瑟福用人為的方法第一次分裂了原子，他用a粒子轟擊氮原子，使它變成了一個氧原子和一個氫原子。1926年，在他的指導(dǎo)下，兩個年輕研究人員瓦耳順和科克拉夫特設(shè)計出了一架巨型原子搗碎機，用這架儀器，他們把輕金屬鋰轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぁ?
一時間，報紙新聞把這一消息迅速傳遍了全球。
一些人們驚慌地說：“原子分裂了，世界是否已經(jīng)到了末日？”“人工可以制造黃金了，貨幣就要貶值！”
但是，科學(xué)家們清醒地預(yù)感到：世界迎來了一個新的時代——原子時代。
1933年，62歲的盧瑟福仍在不知疲倦地進行著研究工作。就在這一年，他又發(fā)現(xiàn)和命名了質(zhì)子——氫原子核，并預(yù)言核內(nèi)存在著中子。
由于他卓越的成就和影響，多種榮譽和獎賞不斷向他涌來。英國皇家學(xué)會授予他最高獎?wù)隆瓢厝R獎?wù)隆资髮W(xué)和科學(xué)團體爭相授予他榮譽學(xué)位和學(xué)籍。在巨大的榮譽面前，盧瑟福仍然保持著謙虛的態(tài)度，從不夸耀自己的成績。1937年10月，盧瑟福由于長期緊張地工作，積勞成疾，在英國劍橋醫(yī)院與世長辭。
為紀念這位杰出的科學(xué)家，英國皇家學(xué)會在一所實驗室門前，為他雕塑了一座半身銅像。每年都有很多人來到他的墓碑前，向這位揭開原子秘密的先驅(qū)者表示深深的懷念與敬意。