Физические основы измерений. Курс лекций "Универсальные физические постоянные". Часть I. Жаргалов Б.С. - 12 стр.

линий. В 1885 г. И.Бальмер установил, что длины волн, соответствуют некоторым линиям
спектра водорода, хорошо описываются математически:
                                         λ=λ0 п2/п2-4,
      где λ - длина волны, λ0- постоянная, п- целое число. В дальнейшем Ю.Ридберг
показал, что расположение линий в спектрах многих элементов подчиняется
закономерностям, вытекающим из формулы:
                                       ν=сR∞(1/4--1/n2),
      где R∞- постоянная введения Ридбергом и равна
                                      R∞=10 973 731 м-1
      Эта постоянная R∞ названная впоследствии постоянной Ридберга.

       Масса покоя протона и нейтрона

        Открытие протона и нейтрона были сделаны на пути решения одной из сложнейшей
физических проблем- проблемы строения атомного ядра. Исследования этой проблемы
привело к дальнейшим открытиям в физике микромира.
        В 1919г. произошло важное событие в физике ядра. Проводя исследования по
бомбардировке атомов азота α-частицами, Резерфорд обнаружил , что из атомов азота
вылетают какие-то новые частицы.
        Ядрам водородных атомов в 1920г. Резерфорд дал название протонов (в переводе
простейший). Прямые доказательства реальности существования протонов были получены
при наблюдении их следов (треков) в уникальном физическом приборе – камере Вильсона. В
простейшей форме она представляет собой наполненный паром сосуд, одна стенка которого
сделана из стекла, а другая соединена с поршнем. При резком выдвигании поршня пар
переходит в пересыщенное состояние, и при наличии в камере центров конденсации (пыль,
ионы) образуется туман. В результате путь ионизирующей частицы становится видимым, его
можно фотографировать. Длина следа частицы и плотность капель характеризует энергию
частицы. Заряд и импульс частицы можно определить, поместив камеру магнитное поле и
измеряя кривизну трека.
        Согласно измерениям масса протона оказалась равной:
                                       mp=1.6726*10-24 г.
        Вместе с открытием протонов значительно усложнилась проблема строения ядер.
Теперь они могли состоять не только из α- частиц и электронов, в их состав могли входить
и вновь открытые частицы протоны.
        Попытки построения модели ядра из уже имеющихся данных не приводили к успеху.
        На фоне этих трудностей поистине направляющей была высказана в 1920г.
Резерфордом мысль о возможном существовании нейтрона. Под нейтроном великий
экспериментатор понимал тесное соединение протона и электрона в виде нейтрального
образования – дуплета. Никто не подозревал тогда, что очень скор нейтрон будет обнаружен
в качестве совершенно самостоятельной элементарной частицы.
        Систематические исследования по бомбардировке α-частицами различных элементов
выполнил в лаборатории Резерфорда его ученик Д,Чедвик. Он обнаружил , что
«бериллиевое» излучение при облучении различных мишеней способно создать не только
протоны, но и другие ядра отдачи, например ядра азота, аргона и т.д. Чедвик измерил
энергию этих ядер отдачи и вновь произвел подсчет энергии квантов «бериллиевого»
излучения. Результаты, не согласовывались друг с другом. Расчеты по ядрам азота давали
энергию квантов Еγ, равную 9*107 эВ, а по ядрам аргона - Еγ,=1.5*108 эВ. Гипотеза квантов
электромагнитного излучения не согласовывались с экспериментальными данными. Помимо
этого, было совершенно неясно, как могут довольно массивные ядра азота и аргона
приходить в движении в результате столкновения с частицами, не имеющими массы покоя, -
γ - квантами.