粒子是指能够以自由状态存在的最小物质组成部分。最早发现的粒子是原子、电子和质子,1932年又发现中子,确认原子由电子、质子和中子组成,它们比起原子来是更为基本的物质组分,于是称之为基本粒子。
这类粒子发现越来越多,累计已超过几百种,且还有不断增多的趋势;此外这些粒子中有些粒子迄今的实验尚未发现其有内部结构,有些粒子实验显示具有明显的内部结构。看来这些粒子并不属于同一层次,因此基本粒子一词已成为历史,如今统称为粒子。粒子并不是像中子、质子等实际存在的具体的物质,而是它们的统称,是一种模型理念。
1906年,英国物理学家卢瑟福,做了一个著名的实验。他用一种比原子小,但速度很高的带正电的粒子作为“炮弹”去射击原子,以探测原子内的虚实。这种粒子“炮弹”就是天然放射性元素放射出来的a粒子。
实验中,他让a粒子流打在一块荧光屏上,根据屏上的闪光点来判断a粒子打在什么地方。然后,他又在a粒子到荧光屏途中放上一片非常薄的金箔,看它对a粒子的飞行有什么影响。结果卢瑟福发现,在穿过金箔时,绝大多数a粒子畅通无阻,如入“无人之境”,走的是一条直线;可是也有少数a粒子拐了弯,打到旁边去了,极个别的粒子,竟像是碰到很硬的东西一样,又弹了回来。
a粒子比电子重七千多倍,它碰到电子就像炮弹碰到灰尘一样,运动方向不会改变,因此可以推断,a粒子一定是碰到了原子中带正电的粒子才拐弯的,而这种带正电的粒子一定是重而坚实的,否则就不会有一些a粒子拐大弯;它又一定很小,不容易被a粒子碰到,不然,绝大多数的a粒子不会毫无阻挡地笔直穿过射到荧光屏上。
原子中这个带正电的粒子,卢瑟福称它为原子核。