原子是如何被发现的？

在早期的放射性研究中，卢瑟福已经发现放射性物质发出的辐射实际上属于不同的种类。他把带正电的称为α射线，带负电的称为β射线，不受磁场影响的电磁波称为γ射线。1910年，卢瑟福用α粒子轰击原子，发现了原子核的存在。由此，建立了原子的成核模型。

如果原子有原子核，那么原子核是由什么组成的？因为原子是电中性的，所以它必然带正电，它的电荷与原子核外的电子的电荷相同。1914年，卢瑟福用阴极射线轰击氢。结果氢原子的电子被敲出，变成了带正电荷的阳离子，其实就是氢的原子核。卢瑟福推测这是与阴极射线相对的阳极射线，阴极射线有一个电荷单位和一个质量单位。卢瑟福将其命名为质子。

1919年，卢瑟福用加速的高能α粒子轰击氮原子，发现氮原子核被撞出质子，氮原子也变成了氧原子。这可能是人类第一次真正把一种元素变成另一种元素，千百年来炼丹师的梦想第一次实现。但这种元素的嬗变暂时没有实用价值，因为几十万个粒子中只有一个被高能粒子击中。到1924年，卢瑟福已经从许多轻元素的原子核中产生了质子，进一步证实了质子的存在。

电子和质子发现后，人们最初推测原子核是由电子和质子组成的，因为α粒子和β粒子都是从原子核中发射出来的。但是卢瑟福的学生莫泽勒(1887-1915)注意到，原子核所带的正电荷数等于原子序数，但原子量大于原子序数，这说明如果原子核的光是由质子和电子组成的，其质量就会不足，因为电子的质量可以忽略不计。基于此，卢瑟福早在1920年就推测可能存在电中性粒子。

卢瑟福的另一个学生查德威克(1891—1974)正在卡文迪什的实验室里寻找这种电中性粒子。他一直在设计一种加速方法，让质子获得高能量，从而撞击原子核，寻找关于中性粒子的证据。1929年，他准备轰击铍原子，因为它在α粒子的撞击下不会放出质子，并可能分裂成两个α粒子和一个中子。

与此同时，德国物理学家波特和他的学生贝克尔已经先行离开。从1928开始，他们就一直在做铍原子核的轰击实验，结果表明，当α粒子轰击它时，它能发出极具穿透力的射线，而且这种射线是电中性的。但是他们认为这是一种特殊的伽马射线。在法国，居里夫人的女婿和女儿奥里奥-居里也在做类似的实验。波特的结果一发表，他们就进一步证实了，但他们也错误地认为新射线是伽马射线的一种。

年份是1932。在看到德国和法国同事的实验结果后，查德威克意识到，这种新射线很可能就是他多年来一直在寻找的中子。他立即着手实验，不到一个月就发表了《中子可能存在》这篇论文。他指出，伽马射线没有质量，不可能把质子从原子核中敲出来。只有那些与质子质量大致相当的粒子才有这种可能性。其次，查德威克用云室法测量了中子的质量，证实了中子确实是电中性的。中子就是这样被发现的。Iorio-Curie后来说，如果他们听了卢瑟福1932年在法国的演讲，就不会错过这个重要发现的机会，因为卢瑟福刚刚讲了他关于中子存在的猜想。查德威克因发现中子获得1935诺贝尔物理学奖。