Joseph John Thomson

Joseph John Thomson Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej Zdjęcie sprzed 1916 r. Kluczowe dane
Narodziny 18 grudnia 1856
Manchester ( Anglia )
Śmierć 30 sierpnia 1940
Cambridge (Anglia)
Narodowość brytyjski
Obszary Fizyczny
Instytucje Uniwersytet Cambridge
Dyplom Uniwersytet w Manchesterze
Znany z Model atomowy Thomsona
Odkrycie elektronu
Odkrycie izotopów
Wynalezienie spektrometrii mas
Rozpraszanie Thomsona
Nagrody Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki (1906)

Dopełnienia

Ojciec noblisty George'a Pageta Thomsona

Podpis

Podpis Josepha Johna Thomsona

Joseph John Thomson , urodzony dnia18 grudnia 1856 i martwe 30 sierpnia 1940, jest brytyjskim fizykiem .

Odkrył elektron oraz izotopy i wynalazł spektrometrię mas  ; przeanalizował propagację fal kierowanych .

Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki otrzymał w 1906 roku za „teoretyczne i eksperymentalne badania przewodnictwa elektrycznego w gazach” . Badania te dostarczyły dowodów na istnienie elektronu .

Biografia

Joseph John Thomson urodził się w szkockich rodzicach w Cheetham Hill na przedmieściach Manchesteru na18 grudnia 1856. W 1870 roku rozpoczął studia inżynierskie na Uniwersytecie w Manchesterze , znanym wówczas jako Owens College, a następnie w 1876 roku wstąpił do Trinity College w Cambridge . Plik22 stycznia 1890, poślubił Rose Elizabeth Paget, która była badaczką w laboratorium Cavendish . Mieli dwoje dzieci, Joan Paget Thomsona i George'a Pageta Thomsona , późniejszego laureata Nagrody Nobla z fizyki w 1937 r. W 1884 r. Zastąpił lorda Rayleigha na stanowisku Cavendisha na katedrze fizyki eksperymentalnej. W tym samym roku Thomson został członkiem Royal Society .

W 1902 roku otrzymał Medal Hughesa , w 1906 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za pracę nad przewodnictwem elektrycznym gazów, aw 1914 roku Medal Copleya . W 1908 r. Został członkiem Orderu Zasługi i został nobilitowany , co dało mu prawo do tytułu Sir .

Był prezesem Towarzystwa Królewskiego od 1916 do 1920 roku. W 1919 roku jeden z jego uczniów, Ernest Rutherford , zastąpił go na katedrze fizyki eksperymentalnej w Cavendish. On umarł na30 sierpnia 1940w Cambridge i jest pochowany w Opactwie Westminsterskim .

Badania promieniami katodowymi

W 1897 roku Thomson eksperymentalnie udowodnił istnienie elektronów , co zostało przewidziane przez George'a Johnstone'a Stoneya w 1874 roku.

Odkrycie to jest wynikiem serii eksperymentów z promieniami katodowymi .

W tym samym roku przedstawia swój model atomu, model budyniu śliwkowego .

Pierwsze doświadczenie

W swoim pierwszym eksperymencie bada możliwość oddzielenia ujemnego ładunku elektrycznego promieni katodowych przez magnetyzm .

Buduje lampę elektronopromieniową zakończoną parą cylindrów ze szczelinami połączonymi z elektrometrem .

Thomson odkrywa, że ​​jeśli promienie katodowe są odchylane przez pole magnetyczne, tak że nie mogą przedostać się przez szczeliny, wówczas elektrometr prawie nie rejestruje ładunku elektrycznego. Dochodzi do wniosku, że ujemnego ładunku nie można oddzielić od promieni.

Drugie doświadczenie

W swoim drugim eksperymencie wykazał, że promienie katodowe mogą być odchylane przez pole elektryczne, co jest przewidywalne dla naładowanych cząstek. Rzeczywiście, inni badacze bezskutecznie próbowali zaobserwować ten efekt, ale Thomson uważa, że ​​poprzednie eksperymenty były błędne ze względu na śladowe ilości gazu.

Buduje lampę elektronopromieniową z wyższą próżnią i na końcu zaopatrzoną w warstwę fosforyzującej farby, aby wykryć padające promienie.

Thomson wykazuje odchylenie w jednym kierunku, co wskazuje, że ładunek promieni katodowych jest ujemny.

Trzecie doświadczenie

W trzecim eksperymencie Thomson określił stosunek ładunku do masy (e / m) promieni katodowych, mierząc ich odchylenie pod wpływem pola magnetycznego oraz ich energię kinetyczną . Oblicza e / m tysiąc razy większą niż analogiczny stosunek dla jonu wodorowego (H + ), co sugeruje, że promienie katodowe zawierają albo bardzo lekkie, albo bardzo naładowane cząstki.

Thomson dochodzi do śmiałego wniosku: promienie katodowe składają się z „ciałek”, które pochodzą z wnętrza atomów elektrod, co oznacza, że ​​atomy są podzielne. „Cząstka” odkryta przez Thomsona jest elektronem przewidzianym już przez Stoneya .

Thomson wyobraża sobie „  model puddingu śliwkowego  ” atomu, w którym te cząsteczki (śliwki) poruszają się w morzu ładunków dodatnich (pudding). Pomysłowi temu zaprzecza jednak później Ernest Rutherford , który wykazał, że ładunek dodatni jest skoncentrowany w jądrze.

Ogłoszono odkrycie elektronu 30 kwietnia 1897przed Royal Institution i wywołał sensację w świecie naukowym. W 1906 roku Thomson otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki .

W 1906 roku Thomson wykazał, że atom wodoru zawiera tylko jeden elektron. W tamtych czasach niektóre teorie rozważały różną liczbę elektronów.

W 1912 r. Badał skład mieszanin jonów dodatnich zwanych „jonami anodowymi”. W trakcie tych badań mierzy odchylenie wiązki zjonizowanego neonu (Ne + ), która przechodzi przez pole magnetyczne oraz pole elektryczne. Na płycie fotograficznej, która służy jako detektor, obserwuje dwie plamki (patrz zdjęcie), które odpowiadają atomom o masach 20 i 22. Dochodzi do wniosku, że neon składa się z atomów o dwóch różnych masach lub izotopach .

To rozdzielenie atomów na podstawie ich masy jest pierwszym przykładem spektrometrii mas , metody, którą następnie opracowali Francis William Aston (uczeń Thomson) i Arthur Jeffrey Dempster  (en) .

Pracuje

Uwagi i odniesienia

Uwagi

  1. Córka Sir George'a E. Pageta.

Bibliografia

  1. (en) „  w uznaniu wielkich zasług jego teoretycznych i eksperymentalnych badań przewodzenia elektryczności przez gazy  ” w redakcji, „  The Nobel Prize in Physics 1906  ”, Nobel Foundation , 2010. Dostęp: czerwiec 13, 2010.
  2. Cavendish Professor of Experimental Physics .
  3. London Gazette  : n O  28206, str.  9650 , 18-12-1908.
  4. (w) Harald Fritzsch, Elementary Particles: Building Blocks of Matter , World Scientific,2005, s.  12.

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne