År 1897 upptäckte den brittiske fysikern Joseph John Thomson (1856-1940) elektronen efter en serie experiment som syftade till att studera karaktären hos en elektrisk urladdning i vakuum. Den berömda vetenskapsmannen tolkade strålavböjningen av elektriskt laddade plattor och magneter som bevis på att elektroner är mycket mindre än atomer.
Den store fysikern och vetenskapsmannen borde ha blivit ingenjör
Thomson Joseph John, en stor vetenskapsman, fysiker och mentor, skulle bli ingenjör, som hans far trodde, men vid den tiden hade familjen inte möjlighet att betala för utbildning. Istället gick den unge Thomson på college i Macester och senare i Cambridge. År 1884 utsågs han till den prestigefyllda posten som professor i experimentell fysik vid Cambridge, även om han personligen gjorde mycket lite experimentellt arbete. Han upptäckte sin talang för att utveckla hårdvara och diagnostisera relaterade problem. Thomson Joseph John var en bra lärare som inspirerade sina elever och gavstor uppmärksamhet åt det breda problemet med att utveckla undervisningsvetenskapen vid universitetet och gymnasiet.
Nobelpristagare
Thomson fick många olika utmärkelser, inklusive Nobelpriset i fysik 1906. Han hade också stor glädje av att se några av hans medarbetare ta emot sina Nobelpriser, inklusive Rutherford i kemi 1908. Ett antal forskare som William Prout och Norman Lockyer har föreslagit att atomer inte är de minsta partiklarna i universum och att de är byggda av mer fundamentala enheter.
Upptäckt av elektronen (kort)
1897 föreslog Thompson att en av de grundläggande enheterna är 1 000 gånger mindre än en atom, denna subatomära partikel blev känd som elektronen. Forskaren upptäckte detta genom sin forskning om egenskaperna hos katodstrålar. Han uppskattade massan av katodstrålarna genom att mäta värmen som genererades när de termiska övergångsstrålarna träffade och jämförde den med strålens magnetiska avböjning. Hans experiment visar inte bara att katodstrålar är 1000 gånger lättare än en väteatom, utan också att deras massa var densamma oavsett typ av atom. Forskaren kom till slutsatsen att strålarna är sammansatta av mycket lätta, negativt laddade partiklar, som är det universella byggmaterialet för atomer. Han kallade dessa partiklar för "kroppar", men senare vetenskapsmän föredrog namnet "elektroner", föreslog av George Johnston Stoney 1891.
Thompsons experiment
Jämförelse av katodstrålars avböjning med elektriska och magnetiska fält, fick fysikern mer tillförlitliga mätningar av elektronens laddning och massa. Thomsons experiment utfördes i speciella katodstrålerör. År 1904 antog han att modellen för atomen är en sfär av positiv materia där partiklarnas position bestäms av elektrostatiska krafter. För att förklara atomens generellt neutrala laddning föreslog Thompson att blodkropparna var fördelade i ett enhetligt fält med positiv laddning. Upptäckten av elektronen gjorde det möjligt att tro att atomen kunde delas upp i ännu mindre delar, och var det första steget mot att skapa en detaljerad modell av atomen.
Upptäcktshistorik
Joseph John Thomson är allmänt känd som upptäckaren av elektronen. Under större delen av sin karriär har professorn arbetat med olika aspekter av ledning av elektricitet genom gaser. 1897 (året för upptäckten av elektronen) bevisade han experimentellt att de så kallade katodstrålarna faktiskt är negativt laddade partiklar i rörelse.
Många intressanta frågor är direkt relaterade till öppningsprocessen. Det är tydligt att karaktäriseringen av katodstrålar går före Thomson, och flera forskare har redan gjort viktiga bidrag. Kan vi då med säkerhet säga att det var Thomson som var den första som upptäckte elektronen? När allt kommer omkring uppfann han inte vakuumröret eller närvaron av katodstrålar. Upptäckten av elektronen är en rent kumulativ process. Krediterad pionjär bidrar med det viktigastebidrag, sammanfatta och systematisera all erfarenhet som samlats före honom.
Thomson katodstrålerör
Den stora upptäckten av elektronen gjordes med speciell utrustning och under vissa förhållanden. Thomson genomförde en serie experiment med ett utarbetat katodstrålerör, som inkluderar två plattor, strålar var tänkta att resa mellan dem. Den långvariga kontroversen angående katodstrålningens natur, som uppstår när en elektrisk ström passerar genom ett kärl från vilket det mesta av luften har evakuerats, har avbrutits.
Det här kärlet var ett katodstrålerör. Med hjälp av en förbättrad vakuummetod kunde Thomson framföra ett övertygande argument att dessa strålar var sammansatta av partiklar, oavsett vilken typ av gas och vilken typ av metall som användes som ledare. Thomson kan med rätta kallas mannen som delade atomen.
Vetenskaplig enstöring? Det här handlar inte om Thomson
Den enastående fysikern på sin tid var inte på något sätt en vetenskaplig enstöring, eftersom man ofta tänker på briljanta vetenskapsmän. Han var administrativ chef för det mycket framgångsrika Cavendish Laboratory. Det var där som vetenskapsmannen träffade Rose Elizabeth Paget, som han gifte sig med 1890.
Thomson ledde inte bara ett antal forskningsprojekt, han finansierade också renoveringen av laboratorieanläggningar med lite stöd från universitet och högskolor. Den var begåvadlärare. Människorna han samlade runt sig från 1895 till 1914 kom från hela världen. Några av dem vann sju Nobelpriser under honom.
Det var när han arbetade med Thomson vid Cavendish Laboratory 1910 som Ernest Rutherford genomförde forskning som ledde till modern förståelse av atomens inre struktur.
Thomson tog sin undervisning på största allvar: han föreläste regelbundet i lågstadiet på morgonen och lärde ut naturvetenskap för studenter på eftermiddagen. Forskaren ansåg att doktrinen var användbar för forskaren, eftersom den kräver att man regelbundet reviderar de grundläggande idéerna och samtidigt lämnar utrymme för möjligheten att upptäcka något nytt som ingen hade uppmärksammat tidigare. Historien om upptäckten av elektronen bekräftar detta tydligt. Thompson ägnade det mesta av sin vetenskapliga verksamhet till studiet av passage av elektriskt laddade strömpartiklar genom förtärda gaser och vakuumutrymme. Han var engagerad i studiet av katod och röntgenstrålar och gjorde ett stort bidrag till studiet av atomfysik. Dessutom utvecklade Thomson också en teori om elektronrörelse i magnetiska och elektriska fält.
