Objev elektronu: Joseph John Thomson

V roce 1897 objevil britský fyzik Joseph John Thomson (1856-1940) objev elektronu po sérii experimentů zaměřených na studium povahy elektrického výboje ve vakuu. Slávný vědec interpretoval odchylky paprsků elektricky nabitých desek a magnetů jako důkaz, že elektrony jsou mnohem menší než atomy.

Skvělý fyzik a vědec se musel stát inženýrem

Thomson Joseph John, skvělý vědec, fyzik a mentor, se měl stát inženýrem, pomyslel si otec, ale tehdy neměla rodina možnost platit za výuku. Místo toho mladý Thomson navštěvoval školu v Machesteru a poté v Cambridge. V roce 1884 byl jmenován na prestižní funkci profesora experimentální fyziky v Cambridge, ačkoli osobně vedl velmi málo experimentálních prací. Objevil talent pro vývoj zařízení a diagnostiku souvisejících problémů. Thomson Joseph John byl dobrým učitelem, inspiroval své studenty a věnoval značnou pozornost širokému problému vývoje vědy o výuce na univerzitě a na střední škole.

Laureát Nobelovy ceny

Thomson získal mnoho různých ocenění, včetně Nobelovy ceny za fyziku v roce 1906. Měl také velkou radost, když viděl, jak někteří jeho kolegové dostávají Nobelovu cenu, včetně Rutherforda v chemii v roce 1908. Mnoho učenců, takový jako William Prout a Norman Lockyer, navrhl, že atomy - to není nejmenší částice ve vesmíru a že jsou vytvořeny z více základních jednotek.

Objev elektronu (stručně)

V roce 1897 navrhl Thompson, že jedna ze základních jednotek je 1000 krát menší než atom, tenhle subatomové částice stal se známý jako elektron. Vědec to objevil díky výzkumu vlastností katodových paprsků. Odhadoval hmotnost katodových paprsků měřením tepla uvolněného při zasažení paprsků tepelného přechodu a porovnal ho s magnetickou deformací paprsku. Jeho experimenty říkají nejen to, že katodové záření je 1000 krát lehčí než atom vodíku, ale také že jejich hmotnost je stejná bez ohledu na typ atomu. Vědci dospěli k závěru, že paprsky se skládají z velmi lehkých záporně nabitých částic, které jsou univerzálním stavebním materiálem pro atomy. Tyto částice nazval "krvinky", ale později vědci dali přednost jménu "elektrony", který navrhl George Johnston Stony v roce 1891.

Thompsonovy experimenty

Porovnáním průhybu katodových paprsků s elektrickými a magnetickými polimi získal fyzik spolehlivější měření náboje a hmotnosti elektronu. Thomsonova zkušenost byla provedena uvnitř speciálních katodových trubiček. V roce 1904 předložil hypotézu, že model atomu je sféra pozitivní hmoty, v níž je poloha částic určována elektrostatickými silami. Aby vysvětlil atom jako celek neutrální, Thompson navrhl, aby byly buňky rozloženy v homogenním poli pozitivního náboje. Objev elektronu umožnil uvažovat o tom, že atom může být rozdělen na ještě menší části a byl to první krok k vytvoření podrobného modelu atomu.

Historie objevu

Joseph John Thomson je široce známý jako průkopník elektronu. Většinu své kariéry profesor pracoval na různých aspektech vodivosti elektřiny plyny. V roce 1897 (rok odhalení elektronu) experimentálně dokázal, že takzvané katodové paprsky jsou ve skutečnosti negativně nabité částice v pohybu.

Mnoho zajímavých otázek je přímo spojeno s objevujícím se procesem. Je zřejmé, že vlastnosti katodových paprsků byly vytvořeny ještě před Thomsonem a několik vědců již učinilo důležitý příspěvek. Je tedy možné s přesností říct, že to byl Thomson, kdo byl první, kdo objevil elektron? Koneckonců nevynalezl vakuovou trubici ani přítomnost katodových paprsků. Objev elektronu je čistě kumulativní proces. Přislíbený objevitel přispívá k nejdůležitějšímu přínosu, generalizaci a systematizaci všech zkušeností, které mu předcházely.

Thomson Electron Beams Tube

Velký objev elektronu byl proveden za pomoci speciálních zařízení a za určitých podmínek. Thomson provedl řadu experimentů s využitím promyšlené elektro-paprskové trubice, která obsahuje dvě desky, mezi kterými musely paprsky cestovat. Dlouhodobé spory o povaze katodových paprsků vznikající při přerušení elektrického proudu nádobou byly zastaveny, z nichž byla většina vzduchu evakuována. Tato loď byla katodové trubice. Při použití vylepšeného vakuového způsobu byl Thomson schopen předložit přesvědčivý argument, že tyto paprsky se skládají z částic, bez ohledu na typ plynu a typ kovu, který byl použit jako vodič. Thomson může být oprávněně nazýván člověkem, který rozdělil atom.

Vědecké znovuzískání? Není to o Thomsonovi

Vynikající fyzik své doby nebyl v žádném případě vědeckou zálibou, neboť často myslí na brilantní vědce. Byl správním vedoucím velmi úspěšného laboratoře Cavendish. Právě tam se vědce seznámil s Rosem Elizabeth Paget, na který se oženil v roce 1890.

Thomson nejen zvládl řadu výzkumných projektů, ale také financoval rekonstrukci laboratoří s malou podporou univerzity a vysokých škol. Byl to talentovaný učitel. Lidé, kteří se kolem něj shromažďovali od roku 1895 do roku 1914, přišli do všech částí světa. Někteří z nich dostali pod jeho velením sedm Nobelových cen. Bylo to během práce s Thomsonem v Cavendish Laboratory v roce 1910 Ernest Rutherford vedl výzkum, který vedl k modernímu pochopení vnitřní struktury atomu.

Thomson byl velmi vážný ve své výukové činnosti: pravidelně přednášel ráno v základních třídách a vyučoval vědu, aby odpoledne absolvoval studenty. Vědec považoval výuku za užitečnou pro výzkumného pracovníka, protože vyžaduje periodické přezkoumání základních myšlenek a současně ponechává prostor pro možnost objevovat něco nového, něco, na co se předtím nikdo nevěnoval pozornost. Historie objevu elektronu je jasně potvrzena. Thompson věnoval většinu své vědecké práce studiu průchodu elektricky nabité částice proud přes vzácné plyny a vakuový prostor. Studoval katodu a rentgen a významně přispěl k studiu atomové fyziky. Kromě toho vyvinul Thomson také teorii pohybu elektronů v magnetických a elektrických polích.