Debatten om vem som upptäckte elektronen har inte avtagit än så länge. I rollen som upptäckaren av elementarpartikeln, förutom Joseph Thomson, ser vissa vetenskapshistoriker Hendrik Lorentz och Peter Zeeman, andra - Emil Wiechert, ytterligare andra - Philip Lenard. Så vem är vetenskapsmannen som upptäckte elektronen?
Atom betyder odelbar
Begreppet "atom" introducerades av filosofer. Den antika grekiske tänkaren Leucippus på 500-talet f. Kr. e. antydde att allt i världen består av små partiklar. Hans elev - Demokritos, kallade dem atomer. Enligt filosofen är atomer universums "tegelstenar", odelbara och eviga. Ämnes egenskaper beror på deras form och yttre struktur: atomerna i strömmande vatten är släta, de av metall har profiltänder som ger kroppen hårdhet.
Den enastående ryske vetenskapsmannen M. V. Lomonosov, grundaren av atom-molekylteorin, trodde att i sammansättningen av enkla ämnen bildas kroppar (molekyler) av en typ av atomer, komplexa - av olika typer.
Självlärd kemist John D alton (Manchester) 1803, förlitade sig påexperimentella data och, med väteatomernas massa som en konventionell enhet, fastställde de relativa atommassorna för vissa grundämnen. Engelsmannens atomistiska teori var av stor betydelse för den fortsatta utvecklingen av kemi och fysik.
Vem upptäckte elektronen?
I början av 1900-talet hade ett antal experimentella data ackumulerats, vilket bevisade komplexiteten i atomens struktur. Dessa inkluderar fenomenet fotoelektrisk effekt (G. Hertz, A. Stoletov 1887), upptäckten av katod (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) och röntgenstrålar (V. Roentgen, 1895), radioaktivitet (A) Becquerel, 1896).
Forskare som arbetade med katodstrålar delade upp sig i två läger: vissa antog fenomenets vågkaraktär, andra - korpuskulära. Påtagliga resultat uppnåddes av professorn vid Högre Normalskolan (Lille, Frankrike) Jean Baptiste Peren. 1895 visade han genom experiment att katodstrålar är en ström av negativt laddade partiklar. Kanske är Peren fysikern som upptäckte elektronen?
På gränsen till stora saker
Fysikern och matematikern George Stoney (Royal Irish University, Dublin) uttryckte 1874 ett antagande om elektricitetens diskrethet. Vilket år och av vem upptäcktes elektronen? Under det experimentella arbetet med elektrolys var det D. Stoney som bestämde värdet på den minsta elektriska laddningen (det erhållna resultatet (10-20 C) var dock 16 gånger mindre än den faktiska). År 1891 kallade en irländsk forskare enheten för elementär elektrisk laddning "elektron" (från antikens grekiska"bärnsten").
Ett år senare formulerade Hendrik Lawrence (Leiden University, Nederländerna) de viktigaste bestämmelserna i sin elektroniska teori, enligt vilken strukturen hos ett ämne är baserad på diskreta elektriska laddningar. Dessa forskare anses inte vara upptäckaren av partikeln, men deras teoretiska och praktiska forskning blev en pålitlig grund för Thomsons framtida upptäckt.
Relentless Entusiast
På frågan om vem och när som upptäckte elektronen, ger uppslagsverk ett klart och entydigt svar - Joseph John Thomson 1897. Så vad är den engelska fysikerns förtjänst?
Fadern till den blivande presidenten för Royal Society of London var en bokhandlare och från barndomen ingav sin son en kärlek till det tryckta ordet och ett sug efter ny kunskap. Efter examen från Owens College (sedan 1903 - University of Manchester) och University of Cambridge 1880, gick den unge matematikern Joseph Thomson med i Cavendish Laboratory. Experimentella studier fängslade helt den unge vetenskapsmannen. Kollegor noterade hans outtröttlighet, beslutsamhet och extraordinära entusiasm för praktiskt arbete.
År 1884, vid 28 års ålder, utsågs Thomson till direktör för laboratoriet och efterträdde Lord C. Rayleigh. Under Thomsons ledning har laboratoriet under de kommande 35 åren blivit ett av världens största centra för fysik. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin började sin resa härifrån.
Uppmärksamhet på detaljer
Thomson började sitt arbete med att studera katodstrålar genom att kontrollera experimenthans föregångare. För många experiment gjordes specialutrustning enligt laboratoriechefens personliga ritningar. Efter att ha fått kvalitativ bekräftelse av experimenten tänkte Thomson inte sluta där. Han såg sin huvudsakliga uppgift i den exakta kvantitativa bestämning av strålarnas natur och deras beståndsdelar.
Det nya röret, designat för följande experiment, innehöll inte bara de vanliga katoden och accelerationselektroderna (i form av plattor och ringar) med en avböjningsspänning. Flödet av blodkroppar riktades till en skärm täckt med ett tunt lager av materia som glödde när partiklarna träffade. Flödet var tänkt att styras av den kombinerade effekten av elektriska och magnetiska fält.
Delar av en atom
Det är svårt att vara en pionjär. Ännu svårare är det att försvara sin övertygelse, som strider mot de begrepp som etablerats i årtusenden. Tron på dig själv, i ditt team, gjorde Thomson till den person som upptäckte elektronen.
Erfarenhet gav fantastiska resultat. Massan av partiklar visade sig vara 2 tusen gånger mindre än vätejonernas. Förhållandet mellan laddningen av en kropp och dess massa beror inte på flödeshastigheten, egenskaperna hos katodmaterialet eller naturen hos det gasformiga medium i vilket urladdningen sker. En slutsats föreslogs som motsäger alla grunder: blodkroppar är universella partiklar av materia i en atoms sammansättning. Gång på gång kontrollerade Thomson flitigt och noggrant resultaten av experiment och beräkningar. När det inte fanns några tvivel, gjordes en rapport om katodstrålningens natur till Royal Society of London. Våren 1897, atomenupphörde att vara odelbar. 1906 tilldelades Joseph Thomson Nobelpriset i fysik.
Okänd Johann Wiechert
Namnet på Johann Emil Wiechert, professor i geofysik vid Köningsbör och sedan Göttingen universitet, en forskare av vår planets seismografi, är mer känt i yrkeskretsar av geologer och geografer. Men han är också bekant för fysiker. Detta är den enda personen som officiell vetenskap, tillsammans med Thomson, känner igen som upptäckaren av elektronen. Och för att vara helt exakt publicerades verket som beskrev Wiecherts experiment och beräkningar i januari 1897 – fyra månader tidigare än engelsmannens rapport. Vem som upptäckte elektronen har redan avgjorts historiskt, men faktum kvarstår.
För referens: Thomson använde inte termen "elektron" i något av sina verk. Han använde namnet "kroppar".
Vem upptäckte protonen, neutronen och elektronen?
Efter upptäckten av den första elementarpartikeln började man göra antaganden om atomens möjliga struktur. En av de första modellerna föreslogs av Thomson själv. En atom, säger han, är som en bit russinpudding: negativa partiklar är inbäddade i en positivt laddad kropp.
1911 föreslog Ernest Rutherford (Nya Zeeland, Storbritannien) att modellen av atomen har en planetarisk struktur. Två år senare lade han fram en hypotes om förekomsten av en positivt laddad partikel i en atoms kärna och, efter att ha fått den experimentellt, kallade han den en proton. Han förutspådde också närvaron i kärnan av en neutral partikel med massan av en proton (neutronen upptäcktes 1932 av den engelske vetenskapsmannen J. Chadwick). 1918 överlät Joseph Thomson ledningen av laboratoriet till Ernest Rutherford.
Är det nödvändigt att säga att upptäckten av elektronen gjorde det möjligt för oss att ta en ny titt på materiens elektriska, magnetiska och optiska egenskaper. Det är svårt att överskatta Thomsons och hans anhängares roll i utvecklingen av atom- och kärnfysik.
