Joseph John Thomson

Joseph John Thomson Popis tohoto obrázku, také komentován níže Fotografie z doby před rokem 1916. Klíčové údaje
Narození 18. prosince 1856
Manchester ( Anglie )
Smrt 30. srpna 1940
Cambridge (Anglie)
Státní příslušnost britský
Oblasti Fyzický
Instituce Cambridge University
Diplom Manchester University
Známý pro Thomsonův atomový model
Objev elektronu
Objev izotopů
Vynález hmotnostní spektrometrie
Thomsonův rozptyl
Ocenění Nobelova cena za fyziku (1906)

Doplňky

Otec nositele Nobelovy ceny George Paget Thomson

Podpis

Podpis Josepha Johna Thomsona

Joseph John Thomson , narozen dne18. prosince 1856 a mrtvý 30. srpna 1940, je britský fyzik .

Objevil elektron i izotopy a vynalezl hmotnostní spektrometrii  ; analyzoval šíření řízených vln .

On přijal Nobelovu cenu za fyziku v roce 1906 pro jeho „teoretický a experimentální výzkum na elektrickou vodivost v plynech“ . Tento výzkum poskytl důkazy o existenci elektronu .

Životopis

Joseph John Thomson se narodil skotským rodičům na Cheetham Hill na okraji Manchesteru dne18. prosince 1856. V roce 1870 zahájil inženýrské studium na univerzitě v Manchesteru , poté známé jako Owens College, poté v roce 1876 nastoupil na Trinity College v Cambridge . The22. ledna 1890se oženil s Rose Elizabeth Pagetovou, která byla výzkumnicí v laboratoři Cavendish . Měli dvě děti, Joan Paget Thomson a George Paget Thomson , pozdější nositel Nobelovy ceny za fyziku za rok 1937. V roce 1884 vystřídal lorda Rayleigha jako Cavendish Chair v experimentální fyzice. Ve stejném roce se Thomson stal členem Královské společnosti .

V roce 1902 obdržel Hughesovu medaili , v roce 1906 Nobelovu cenu za fyziku za práci na elektrické vodivosti plynů a v roce 1914 Copleyovu medaili . V roce 1908 se stal členem Řádu za zásluhy a byl povýšen do šlechtického stavu , což mu dalo právo na titul sir .

Byl prezidentem Královské společnosti v letech 1916 až 1920. V roce 1919 jej vystřídal jeden z jeho studentů Ernest Rutherford jako Cavendish Chair v experimentální fyzice. Zemřel30. srpna 1940v Cambridge a je pohřben ve Westminsterském opatství .

Výzkum katodových paprsků

V roce 1897 Thomson experimentálně prokázal existenci elektronů , které předpověděl George Johnstone Stoney v roce 1874.

Tento objev je výsledkem řady experimentů na katodových paprskech .

Ve stejném roce stanoví svůj model atomu, model švestkového pudingu .

První zkušenost

Ve svém prvním experimentu zkoumá možnost oddělení negativního elektrického náboje katodových paprsků magnetismem .

Staví katodovou trubici, která končí ve dvojici válců se sloty připojenými k elektrometru .

Thomson zjišťuje, že pokud jsou katodové paprsky vychýleny magnetickým polem tak, že nemohou vstoupit štěrbinami, pak elektroměr těžko zaregistruje jakýkoli elektrický náboj. Došel k závěru, že záporný náboj nelze oddělit od paprsků.

Druhá zkušenost

Ve svém druhém experimentu ukazuje, že katodové paprsky mohou být vychýleny elektrickým polem, které je předvídatelné pro nabité částice. Jiní vědci se skutečně pokoušeli tento efekt pozorovat neúspěšně, ale Thomson věří, že předchozí experimenty byly špatné kvůli stopám plynu.

Postaví katodovou trubici s vyšším vakuem a na konci ji opatří vrstvou fosforeskující barvy, aby detekoval dopadající paprsky.

Thomson ukazuje odchylku v jednom směru, což naznačuje, že náboj katodových paprsků je záporný.

Třetí zkušenost

Ve třetím experimentu určil Thomson poměr náboje a hmotnosti (e / m) katodových paprsků měřením jejich odchylky pod vlivem magnetického pole a jejich kinetické energie . Vypočítá e / m tisíckrát vyšší než analogický poměr pro vodíkový iont (H + ), což naznačuje, že katodové paprsky obsahují buď velmi lehké nebo velmi silně nabité částice.

Thomson dospěl k odvážnému závěru: Katodové paprsky jsou složeny z „krvinek“, které pocházejí z atomů elektrod, což znamená, že atomy jsou dělitelné. „Částice“ objevená Thomsonem je elektron, který již předpověděl Stoney .

Thomson si představuje „  model pudinkové švestky  “ atomu, ve kterém se tyto krvinky (švestky) pohybují v moři pozitivních nábojů (pudink). S touto myšlenkou však později popírá Ernest Rutherford , který ukazuje, že pozitivní náboj je koncentrován v jádru.

Objev elektronu je oznámen dne 30.dubna 1897před Královskou institucí a způsobil senzaci ve vědeckém světě. V roce 1906 získal Thomson Nobelovu cenu za fyziku .

V roce 1906 Thomson ukázal, že atom vodíku obsahuje pouze jeden elektron. V té době některé teorie uvažovaly o různých počtech elektronů.

V roce 1912 studoval složení směsí pozitivních iontů známých jako „anodové ionty“. Během tohoto výzkumu měří výchylku paprsku ionizovaného neonového záření (Ne + ), který prochází magnetickým i elektrickým polem. Na fotografické desce, která slouží jako detektor, sleduje dvě skvrny (viz obrázek), které odpovídají atomům hmot 20 a 22. Dospívá k závěru, že neon se skládá z atomů dvou různých hmot nebo izotopů .

Toto oddělení atomů podle jejich hmotnosti je prvním příkladem hmotnostní spektrometrie , metody, kterou následně vyvinuli Francis William Aston (student Thomsona) a Arthur Jeffrey Dempster  (en) .

Funguje

Poznámky a odkazy

Poznámky

  1. Dcera sira George E. Pageta.

Reference

  1. (en) „  jako uznání velkých zásluh jeho teoretických a experimentálních výzkumů vedení elektrického proudu plyny  “ v redakci, „  Nobelova cena za fyziku 1906  “, Nobelova nadace 2010. zpřístupněna června 13, 2010.
  2. Cavendish profesor experimentální fyziky .
  3. London Gazette  : n o  28206, str.  9650 , 18-12-1908.
  4. (in) Harald Fritzsch, Elementární částice: Building Blocks of Matter , World Scientific,2005, str.  12.

Podívejte se také

Související články

externí odkazy