放射性：发现核，质子和中子

大约与汤姆森（Thomson）对阴极射线的实验相同的时候，亨利·贝克雷尔（Henri Becquerel）等物理学家，玛丽居里，皮埃尔·库里（Pierre Curie）和欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）正在学习放射性。放射性的特征是三种类型的发射光线（请参阅放射性的工作方式有关详细信息）：

α颗粒- 积极充电和巨大。欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）表明，这些颗粒是氦原子的核。
beta颗粒- 带负电和光（后来显示为电子）。
伽马射线- 中性带电且无质量（即能量）。

卢瑟福及其同事们进行了最大程度地促进了我们对原子结构的了解的最大贡献的实验。卢瑟福用一束α颗粒轰炸了金黄色的薄层，并在荧光屏幕上看着梁，他注意到以下内容：

大多数颗粒直接穿过箔片并击中屏幕。
一些（0.1％）被偏转或散布在箔的前方（各个角度），而另一些则散布在箔纸后面。

卢瑟福得出结论，黄金原子大多是空的空间，这使大多数α颗粒通过。但是，有些原子的小区域一定是密集的足以偏转或散射α粒子。他称这个密集的地区核（看卢瑟福实验为了对这个重要实验进行出色的Java模拟！）；该核包括大部分原子的质量。后来，当卢瑟福用α颗粒轰击氮时，发出的带正电荷的颗粒比α粒子较轻。他称这些粒子为质子并意识到它们是核中的基本粒子。质子的质量为1.673 x 10^-24克，比电子大约1,835倍！

但是，质子不可能是核中唯一的粒子，因为任何给定元件中的质子数（由电荷确定）小于核的重量。因此，必须存在第三个中性带电的粒子！它是詹姆斯·查德威克（James Chadwick），英国物理学家兼卢瑟福（Rutherford）的同事，他发现了第三个亚原子粒子中子。查德威克用α颗粒轰炸了铍箔，并注意到中立的辐射出现。这种中性辐射反过来可以将质子从其他物质的核中敲出。查德威克（Chadwick）得出结论，这种辐射是中性带电的颗粒流，其质量与质子大致相同。中子的质量为1.675 x 10^-24克。

现在，原子的各个部分已知，它们如何安排制作原子？卢瑟福的金箔实验表明，核位于原子的中心，原子大多是空的空间。因此，他设想了该原子作为中央带正电荷的核的原子，带负电荷的电子在其周围绕着它盘旋，就像一个带有月亮的行星一样。尽管他没有证据表明电子绕了核，但他的模型似乎是合理的。但是，它提出了一个问题。随着电子的移动，它们会失去能量并散发出光线。能量损失会减慢电子的降低。像任何人一样卫星，放慢的电子将落入细胞核中。实际上，据计算出，卢瑟福原子只能在倒塌之前持续数十亿个三分之一！有些东西缺少！