Po odkryciu, że substancjeskładają się z cząsteczek, a te z kolei są zbudowane z atomów, dla fizyków pojawiło się nowe pytanie. Konieczne było ustalenie struktury atomów - z czego są wykonane? E. Rutherford i jego uczniowie podjęli się rozwiązania tego trudnego zadania. Odkrycie przez nich protonu i neutronu miało miejsce na początku ubiegłego wieku
MI.Rutherford zasugerował już, że atom składa się z jądra i elektronów krążących wokół niego z ogromną prędkością. Ale nie było do końca jasne, z czego składa się jądro atomowe. E. Rutherford zaproponował hipotezę, że jądro atomowe dowolnego pierwiastka chemicznego musi zawierać jądro atomu wodoru.
Ta hipoteza została później udowodniona przez serięeksperymenty, które doprowadziły do odkrycia protonu. Istota eksperymentów E. Rutherforda polegała na tym, że atomy azotu były bombardowane promieniowaniem alfa, za pomocą którego wybito część cząstek z jądra atomowego azotu.
Proces ten został zarejestrowany na światłoczułymfilm. Jednak blask był tak słaby, a czułość filmu również niska, więc E.Rutherford zasugerował swoim uczniom, aby przed rozpoczęciem eksperymentu przebywać w ciemnym pokoju przez kilka godzin z rzędu, aby oczy mogły widzieć ledwo zauważalne sygnały świetlne.
W tym eksperymencie na charakterystycznym świetleślady, ustalono, że wybite cząstki to jądra atomów wodoru i tlenu. Hipoteza E. Rutherforda, która doprowadziła go do odkrycia protonu, znalazła znakomite potwierdzenie.
Ta cząstka E.Rutherford zaproponował nazwanie go protonem (w tłumaczeniu z greckiego „protos” oznacza pierwszy). Należy rozumieć, że jądro atomowe wodoru ma taką strukturę, że zawiera tylko jeden proton. Tak właśnie dokonano odkrycia protonu.
Ma dodatni ładunek elektryczny.Jednocześnie jest ilościowo równy ładunkowi elektronu, tylko znak jest przeciwny. Oznacza to, że okazuje się, że proton i elektron wydają się wzajemnie równoważyć. Dlatego wszystkie obiekty, ponieważ składają się z atomów, nie są początkowo naładowane i otrzymują ładunek elektryczny, gdy zaczyna na nie działać pole elektryczne. W strukturze jąder atomowych różnych pierwiastków może być więcej protonów niż w jądrze atomowym wodoru.
Po odkryciu protonu,Naukowcy zaczęli rozumieć, że jądro atomu pierwiastka chemicznego składa się nie tylko z protonów, ponieważ przeprowadzając eksperymenty fizyczne z jądrami atomu berylu, odkryli, że masa protonów w jądrze wynosi cztery jednostki, podczas gdy całkowita masa jądra wynosiła dziewięć jednostek. Logiczne było założenie, że pięć kolejnych jednostek masy należy do nieznanych cząstek, które nie mają ładunku elektrycznego, ponieważ w przeciwnym razie równowaga elektron-proton zostałaby zaburzona.
James Chadwick, uczeń E.Rutherford przeprowadził eksperymenty i był w stanie wykryć cząstki elementarne, które wyleciały z jądra atomowego berylu, gdy były bombardowane promieniowaniem alfa. Okazało się, że nie mają one ładunku elektrycznego. Odkryto, że nie ma ładunku, ponieważ cząstki te nie reagują na pole elektromagnetyczne. Wtedy stało się jasne, że odkryto brakujący element struktury jądra atomowego.
Cząstka ta, odkryta przez D. Chadwicka, została nazwana neutronem. Okazało się, że ma taką samą masę jak proton, ale jak już wspomniano, nie ma ładunku elektrycznego.
Ponadto potwierdzono eksperymentalnie, że liczba protonów i neutronów jest równa liczbie porządkowej pierwiastka chemicznego w układzie okresowym.
We Wszechświecie można obserwować takie obiekty, jak gwiazdy neutronowe, które często są ostatnim etapem ewolucji gwiazd. Te gwiazdy neutronowe są bardzo gęste.
