- Основен принос на Томсън в науката
- Откриване на електрон
- Атомен модел на Томсън
- Разделяне на атом
- Откриване на изотопи
- Катодни експерименти с катодни лъчи
- Масов спектрометър
- Наследството на Томсън
- Изключителни творби
- Препратки
Джоузеф Джон Томсън беше изключителен химик за различни приноси, като откриването на електрона, неговия атомен модел, откриването на изотопи или експеримента с катодни лъчи.
Роден е в Чийт Хил, област Манчестър, Англия, на 18 декември 1856 г. Известен също като „Дж. Дж. Дж. Томсън“, учи инженерство в Оуенс Колидж, сега част от Манчестърския университет, а по-късно и математика в Кеймбридж.
През 1890 г. Дж. Дж. Томсън се жени за Роуз Елизабет Пейдж, дъщеря на лекаря сър Едуард Джордж Пейдж, с която той има две деца: момиче на име Джоан Пейдж Томсън и момче Джордж Пейдж Томсън.
Последният би станал известен учен, получил през 1937 г. Нобелова награда по физика за работата си с електрони.
От ранна възраст Томсън фокусира изследванията си върху структурата на атомите, като по този начин открива съществуването на електрони и изотопи, сред много други приноси.
През 1906 г. Томсън получава Нобелова награда по физика, „като признание за голямата заслуга на своите теоретични и експериментални изследвания за провеждането на електричество чрез газове“, сред много други награди за работата си. (Един)
През 1908 г. той е рицар от британската корона и служи като почетен професор по физика в Кеймбридж и в Кралския институт, Лондон.
Умира на 30 август 1940 г. на 83-годишна възраст в град Кеймбридж, Обединеното кралство. Физикът е погребан в Уестминстърското абатство, близо до гроба на сър Айзък Нютон. (Два)
Основен принос на Томсън в науката
Откриване на електрон
През 1897 г. Дж. Дж. Дж. Томсън открива нова частица, по-лека от водорода, която е наречена "електрон".
Водородът се счита за единица за измерване на атомното тегло. До този момент атомът беше най-малкото разделение на материята.
В този смисъл Томсън е първият, открил отрицателно заредени корпускуларни субатомни частици.
Атомен модел на Томсън
Атомният модел на Томсън беше структурата, която английският физик приписва на атомите. За учения атомите са сфера с положителен заряд.
Там електроните с отрицателен заряд, разпределени равномерно върху този облак от положителен заряд, бяха вградени, тоест неутрализира положителния заряд на масата на атома.
Този нов модел заменя този, разработен от Далтън и по-късно ще бъде опроверган от Ръдърфорд, ученик на Томсън от Cavendish Laboratories, Cambridge.
Разделяне на атом
Томсън използва положителни или анодни лъчи за разделяне на атоми от различни маси. Този метод му позволи да изчисли електроенергията, пренасяна от всеки атом, и броя на молекулите на кубичен сантиметър.
Като успя да раздели атоми с различна маса и заряд, физикът откри съществуването на изотопи. Също така по този начин, с изследването си на положителни лъчи, той постигна голям напредък към масова спектрометрия.
Откриване на изотопи
Дж. Дж. Томсън откри, че неоновите йони имат различни маси, тоест различни атомни тегла. Ето как Томсън показа, че неонът има два подтипа изотопи, неон-20 и неон-22.
Изотопите, изследвани и до днес, са атоми на един и същи елемент, но техните ядра имат различни масови числа, тъй като в центъра им са съставени от различни количества неутрони.
Катодни експерименти с катодни лъчи
Катодните лъчи са потоци от електрони във вакуумни тръби, тоест стъклени тръби с два електрода, един положителен и един отрицателен.
Когато отрицателният електрод, или наричан още катод, се нагрява, той излъчва излъчване, което е насочено към положителния електрод или анод, по права линия, ако по този път няма магнитно поле.
Ако стъклените стени на тръбата са покрити с флуоресцентни материали, ударът на катодите върху този слой предизвиква проекция на светлина.
Томсън изучава поведението на катодните лъчи и стига до изводите, че лъчите пътуват по прави линии.
Също така, че тези лъчи могат да бъдат отклонени от пътя им чрез наличието на магнит, тоест магнитно поле. Освен това лъчите могат да движат лопатките със силата на масата на циркулиращите електрони, като по този начин показват, че електроните имат маса.
Дж. Дж. Томсън експериментира с разликата на газа в катодната тръба, но не променя поведението на електроните. Също така катодните лъчи нагряват предмети, попадащи на пътя между електродите.
В заключение Томсън показа, че катодните лъчи имат светлинни, механични, химически и топлинни ефекти.
Катодните лъчи и техните светлинни свойства бяха от решаващо значение за по-късното изобретение на тръбната телевизия (CTR) и видеокамерите.
Масов спектрометър
Дж. Дж. Томсън създаде първи подход към масовия спектрометър. Този инструмент позволи на учения да проучи съотношението маса / заряд на катодните лъчи и да измери колко те се отклоняват от влиянието на магнитно поле и количеството енергия, което носят.
С това изследване той стигна до извода, че катодните лъчи са съставени от отрицателно заредени корпускули, които са вътре в атомите, като по този начин се постулира делимостта на атома и се получава фигурата на електрона.
Също така, напредъкът в масовата спектрометрия продължи и до днес, като се развива в различни методи за разделяне на електроните от атомите.
В допълнение, Томсън е първият, който предложи първия вълновод през 1893 г. Този експеримент се състои в разпространение на електромагнитни вълни в контролирана цилиндрична кухина, което за първи път е извършено през 1897 г. от лорд Рейли, друг носител на Нобелова награда по физика.
Вълноводите ще бъдат широко използвани в бъдеще, дори днес с предаване на данни и оптични влакна.
Наследството на Томсън
Thomson (Th) е създаден като измервателна единица за измерване на маса в спектрална маса, предложена от химиците Cooks and Rockwood, в чест на Thomson.
Тази техника позволява да се определи разпределението на молекулите на дадено вещество според тяхната маса и да се разпознаят по това, които присъстват в проба от материя.
Формула на Томсън (Th):
Изключителни творби
- Прекъсването на електричеството през газовете, Провеждането на електричество през газовете (1900 г.).
- Корпускуларната теория на материята, електронът в химията и реколекциите и отраженията (1907).
- Отвъд електрона (1928).
Препратки
- Nobel Media AB (2014). Дж. Томсън - Биографичен. Nobelprize.org. nobelprize.org.
- Томсън, Джоузеф Дж., Провеждане на електричество чрез газове. Кеймбридж, University Press, 1903 г.
- Менчака Роша, Артуро. Дискретният чар на елементарните частици.
- Кристен, Ханс Рудолф, Основи на общата и неорганична химия, том 1. Барселона, Испания. Ediciones Reverté SA, 1986.
- Арзани, Аврора Кортина, Обща елементарна химия. Мексико, редакция Порруа, 1967г.
- RG готвачи, AL Rockwood. Rapid Commun. Масов спектър. 5, 93 (1991).