- Thomson je glavni prispevek k znanosti
- Odkritje elektrona
- Thomson-ov atomski model
- Ločitev atoma
- Odkritje izotopov
- Poskusi s katodnimi žarki
- Maseni spektrometer
- Zapuščina Thomson
- Izjemna dela
- Reference
Joseph John Thomson je bil izjemen kemik za različne prispevke, kot so odkritje elektrona, njegov atomski model, odkritje izotopov ali eksperiment s katodnimi žarki.
Rodil se je v mestu Cheetam Hill, okrožje Manchester, Anglija, 18. decembra 1856. Znan tudi pod imenom »JJ« Thomson, študiral je inženiring na kolidžu Owens, ki je zdaj del univerze v Manchestru, pozneje pa matematiko na Cambridgeu.
Leta 1890 se je JJ Thomson poročil z Rose Elizabeth Paget, hčerko zdravnika Sir Edwarda Georgea Paget-a, s katerim sta imela dva otroka: deklico, ki ji je bilo ime Joan Paget Thomson, in fanta, George Paget Thomson.
Slednji bi postal znan znanstvenik, ki je leta 1937 dobil Nobelovo nagrado za fiziko za svoje delo z elektroni.
Thomson je že od malih nog svoje študije osredotočil na strukturo atomov in tako med številnimi drugimi prispevki odkril obstoj elektronov in izotopov.
Leta 1906 je Thomson med številnimi drugimi priznanji za svoje delo prejel Nobelovo nagrado za fiziko, "kot priznanje za velike zasluge svojih teoretičnih in eksperimentalnih raziskav prevodnosti električne energije skozi pline". (en)
Leta 1908 so ga vitezovali z britansko krono in je bil častni profesor fizike v Cambridgeu in na Kraljevem inštitutu v Londonu.
Umrl je 30. avgusta 1940, v starosti 83 let, v mestu Cambridge v Veliki Britaniji. Fizik je bil pokopan v Westminsterski opatiji, blizu groba sir Isaaca Newtona. (dva)
Thomson je glavni prispevek k znanosti
Odkritje elektrona
Leta 1897 je JJ Thomson odkril nove delce, lažje od vodika, ki so ga poimenovali "elektron".
Vodik je veljal za mersko enoto za atomsko težo. Do tega trenutka je bil atom najmanjša delitev materije.
Thomson je bil v tem smislu prvi, ki je odkril negativno nabite korpuskularne subatomske delce.
Thomson-ov atomski model
Thomson-ov atomski model je bila struktura, ki jo je angleški fizik pripisal atomom. Za znanstvenika so bili atomi sfera pozitivnega naboja.
Tam so bili vstavljeni elektroni negativnega naboja, enakomerno razporejeni na oblaku pozitivnega naboja, to pomeni, da nevtralizira pozitiven naboj mase atoma.
Ta novi model nadomešča model, ki ga je razvil Dalton, pozneje pa ga bo zavrnil Rutherford, Thomson-ov učenec iz Cavendish Laboratories v Cambridgeu.
Ločitev atoma
Thomson je uporabljal pozitivne ali anodne žarke za ločevanje atomov različnih mas. Ta metoda mu je omogočila, da izračuna elektriko, ki jo nosi vsak atom, in število molekul na kubični centimeter.
Fizik je z razdelitvijo atomov različne mase in naboja odkril obstoj izotopov. Tudi na ta način je s študijem pozitivnih žarkov naredil velik napredek k masni spektrometriji.
Odkritje izotopov
JJ Thomson je odkril, da imajo neonski ioni različno maso, torej različno atomsko maso. Tako je Thomson pokazal, da ima neon dva podtipa izotopov, neon-20 in neon-22.
Izotopi, ki so jih preučevali do danes, so atomi istega elementa, vendar imajo njihova jedra različno masno število, saj so v njihovem središču sestavljena iz različnih količin nevtronov.
Poskusi s katodnimi žarki
Katodni žarki so tokovi elektronov v vakuumskih ceveh, to je steklene cevi z dvema elektrodama, eno pozitivno in eno negativno.
Ko se negativna elektroda, imenovana tudi katoda, segreva, oddaja sevanje, ki je usmerjeno proti pozitivni elektrodi ali anodi, v ravni črti, če na tej poti ni magnetnega polja.
Če so steklene stene cevi prekrite s fluorescentnim materialom, udar katode na to plast povzroči projekcijo svetlobe.
Thomson je proučeval vedenje katodnih žarkov in prišel do zaključka, da žarki potujejo v ravnih linijah.
Tudi, da bi te žarke lahko odvrnili od svoje poti s prisotnostjo magneta, torej magnetnega polja. Poleg tega so žarki lahko premikali lopatice s silo mase krožečih elektronov in tako pokazali, da imajo elektroni maso.
JJ Thomson je eksperimentiral s spreminjanjem plina znotraj katodne cevi, vendar ni spreminjal obnašanja elektronov. Prav tako katodni žarki segrevajo predmete, ki so se prebili med elektrodami.
Na koncu je Thomson pokazal, da imajo katodni žarki svetlobne, mehanske, kemične in toplotne učinke.
Katodne cevi in njihove svetlobne lastnosti so bile ključnega pomena za kasnejši izum cevnih televizij (CTR) in video kamer.
Maseni spektrometer
JJ Thomson je ustvaril prvi pristop k masnemu spektrometru . To orodje je znanstveniku omogočilo preučitev razmerja masa / naboj katodnih cevi in izmerilo, koliko jih odkloni vpliv magnetnega polja in količina energije, ki jo nosijo.
S to raziskavo je prišel do zaključka, da so katodni žarki sestavljeni iz negativno nabitih telesc, ki so znotraj atomov, s čimer je bila postavljena delljivost atoma in nastaja figura elektrona.
Prav tako se je napredek v masni spektrometriji nadaljeval do današnjih dni in se razvil v različne metode za ločevanje elektronov od atomov.
Poleg tega je Thomson prvi valovni vod predlagal leta 1893. Ta poskus je obsegal širjenje elektromagnetnih valov znotraj nadzorovane valjaste votline, ki ga je leta 1897 prvič izvedel Lord Rayleigh, še en Nobelov nagrajenec za fiziko.
Valovodi bodo v prihodnosti široko uporabljani, tudi danes pri prenosu podatkov in optičnih vlaken.
Zapuščina Thomson
Thomson (Th) je bil ustanovljen kot merska enota z masnim nabojem v masni spektrometriji, ki so jo v čast Thomsonu predlagali kemiki Cooks in Rockwood.
Ta tehnika omogoča določiti porazdelitev molekul snovi glede na njihovo maso in s tem prepoznati, katere so prisotne v vzorcu snovi.
Thomsonova formula (Th):
Izjemna dela
- Izpad električne energije skozi pline, vodenje električne energije skozi pline (1900).
- Korpuskularna teorija materije, elektron v kemiji in pripombe in odsevi (1907).
- Onkraj elektrona (1928).
Reference
- Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biografski. Nobelprize.org. nobelprize.org.
- Thomson, Joseph J., Vodenje električne energije skozi pline. Cambridge, University Press, 1903.
- Menchaca Rocha, Arturo. Diskreten čar elementarnih delcev.
- Christen, Hans Rudolf, Osnove splošne in anorganske kemije, 1. zvezek. Barcelona, Španija. Ediciones Reverté SA, 1986.
- Arzani, Aurora Cortina, splošna osnovna kemija. Mehika, uredništvo Porrúa, 1967.
- RG Kuharji, AL Rockwood. Rapid Commun. Masni spektrom. 5, 93 (1991).