Як сер Дж. Дж. Томсон відкрив електрон і змінив фізику

0
1

Він народився в Читем-Хіллі, неподалік Манчестера, 18 грудня 1856 року. Він помер у Кембриджі 30 серпня 1940 року. У проміжку між двома датами він змінив наше розуміння атома.

Сер Дж. Дж. Томсон найбільш відомий відкриттям електрона. До цього атоми вважалися жорсткими, неподільними блоками. Він довів, що це негаразд. Все почалося з катодних променів. Це були загадкові пучки, що прямували через вакуумні трубки. Усі знали, що вони існують. Ніхто не знав, що вони являють собою. Дехто думав, що це хвилі. Томсон показав, що то частинки.

Відкриття електрона

Він не просто робив припущення. Він проводив виміри. Він відхиляв промені за допомогою електричних полів. Він закручував їх за допомогою магнітних полів. Те, як вони рухалися, розповіло йому все. Він вирахував їхню масу. Вона була крихітною. Майже 2000 разів легше, ніж найлегший атом, відомий на той час, водень.

Він назвав їх корпускулями. Нині ми називаємо їх електронами. Ця назва прижилася, бо вона пасувала. Воно описувало об’єкт, припускаючи, що це вичерпна картина явища.

Це відкриття стало тріщиною у фундаменті класичної фізики. Якщо атоми містили ці легші частки, атом був найменшою одиницею матерії. Він мав частини. Він мав структуру. Це було революційно.

Вчитель нобелівських лауреатів

Томсон був не лише дослідником. Він був творцем. Він викладав у Кавендіській лабораторії Кембриджського університету з 1884 по 1918 рік. Він перетворив її на центр світового рівня. Чому вона стала такою знаменитою? Завдяки йому. Він створив середовище, в якому наука могла дихати.

Він також обіймав посаду магістра Трініті-коледжу з 1918 року до смерті. Але його справжня спадщина, можливо, полягає у людях, яких він навчив. Семеро його помічників отримали Нобелівську премію. Це не успіх. Це наставництво. Він умів розпізнавати таланти. Він умів давати їм волю дій.

За межами електрона

На цьому він не зупинився. 1903 року він припустив, що світло може бути дискретним. квантами. Пакет енергії. Це передбачило теорію фотонів Альберта Ейнштейна. Ейнштейн одержує заслугу, але Томсон першим побачив форму цієї ідеї. Це показує, як його мислення випереджало час.

Згодом він відкрив ізотопи. Різні версії того самого елемента. Він винайшов мас-спектрометрію для їхнього виявлення. Цей інструмент використовується й досі. Він ідентифікує речовини за їхньою масою. Він є у хімічних лабораторіях всюди. Його витоки сягають його робіт із газами.

За ці дослідження електропровідності газів він отримав Нобелівську премію 1906 року. Премію було присуджено за метод, а не лише за результат. Він показав, як виміряти невидиме.

Чому він важливий зараз

Ми досі використовуємо його методи. Мас-спектрометр є прямим нащадком його експериментів. Концепція електрона є фундаментальною для електроніки. Кожен екран, кожен чіп, кожен комп’ютер покладаються рух цих частинок. Він не просто додав факт до книги. Він переписав граматику.

Він помер у Кембриджі. Але робота продовжується. Вона у лабораторіях. Вона у пристроях. Вона у тому, як ми думаємо про матерію. Це не просто історія