Pada tahun 1897, ahli fizik British Joseph John Thomson (1856-1940) menemui elektron selepas satu siri eksperimen yang bertujuan untuk mengkaji sifat nyahcas elektrik dalam vakum. Saintis terkenal itu mentafsirkan pesongan rasuk plat dan magnet bercas elektrik sebagai bukti bahawa elektron jauh lebih kecil daripada atom.
Ahli fizik dan saintis yang hebat sepatutnya menjadi seorang jurutera
Thomson Joseph John, seorang saintis, ahli fizik dan mentor yang hebat, akan menjadi seorang jurutera, seperti yang difikirkan oleh bapanya, tetapi pada masa itu keluarga itu tidak mempunyai wang untuk membayar pendidikan. Sebaliknya, Thomson muda menghadiri kolej di Macester dan kemudian di Cambridge. Pada tahun 1884 beliau telah dilantik ke jawatan berprestij Profesor Fizik Eksperimen di Cambridge, walaupun beliau secara peribadi melakukan sedikit kerja eksperimen. Dia menemui bakatnya untuk membangunkan perkakasan dan mendiagnosis masalah yang berkaitan. Thomson Joseph John adalah seorang guru yang baik, memberi inspirasi kepada pelajarnya dan memberiperhatian yang besar kepada masalah meluas dalam membangunkan sains pengajaran di universiti dan sekolah menengah.
Pemenang Nobel
Thomson menerima banyak anugerah berbeza, termasuk Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1906. Dia juga sangat gembira melihat beberapa rakannya menerima Hadiah Nobel mereka, termasuk Rutherford dalam bidang kimia pada tahun 1908. Sebilangan saintis seperti William Prout dan Norman Lockyer telah mencadangkan bahawa atom bukanlah zarah terkecil di alam semesta dan ia dibina daripada unit yang lebih asas.
Penemuan elektron (secara ringkas)
Pada tahun 1897, Thompson mencadangkan bahawa salah satu unit asas adalah 1,000 kali lebih kecil daripada atom, zarah subatom ini dikenali sebagai elektron. Para saintis menemui ini melalui penyelidikannya tentang sifat sinar katod. Dia menganggarkan jisim sinar katod dengan mengukur haba yang terhasil apabila sinar peralihan haba terkena dan membandingkannya dengan pesongan magnetik rasuk. Eksperimennya menunjukkan bukan sahaja sinar katod 1000 kali lebih ringan daripada atom hidrogen, tetapi juga jisimnya adalah sama tanpa mengira jenis atom. Para saintis membuat kesimpulan bahawa sinar terdiri daripada zarah yang sangat ringan, bercas negatif, yang merupakan bahan binaan universal untuk atom. Dia memanggil zarah ini sebagai "korpuskel", tetapi ahli sains kemudiannya memilih nama "elektron", yang dicadangkan oleh George Johnston Stoney pada tahun 1891.
Percubaan Thompson
Membandingkan pesongan rasuk katod dengan medan elektrik dan magnet, ahli fizik memperoleh ukuran cas dan jisim elektron yang lebih dipercayai. Eksperimen Thomson telah dijalankan di dalam tiub sinar katod khas. Pada tahun 1904, beliau membuat hipotesis bahawa model atom adalah sfera jirim positif di mana kedudukan zarah ditentukan oleh daya elektrostatik. Untuk menerangkan cas neutral atom secara amnya, Thompson mencadangkan bahawa corpuscles diedarkan dalam medan seragam cas positif. Penemuan elektron memungkinkan untuk mempercayai bahawa atom boleh dibahagikan kepada bahagian yang lebih kecil, dan merupakan langkah pertama ke arah mencipta model terperinci atom.
Sejarah penemuan
Joseph John Thomson dikenali secara meluas sebagai penemu elektron. Untuk sebahagian besar kerjayanya, profesor itu telah mengusahakan pelbagai aspek pengaliran elektrik melalui gas. Pada tahun 1897 (tahun penemuan elektron), dia secara eksperimen membuktikan bahawa sinar katod yang dipanggil sebenarnya adalah zarah bercas negatif yang sedang bergerak.
Banyak soalan menarik berkaitan secara langsung dengan proses pembukaan. Adalah jelas bahawa pencirian sinar katod mendahului Thomson, dan beberapa saintis telah membuat sumbangan penting. Bolehkah kita katakan dengan pasti bahawa Thomsonlah yang pertama menemui elektron? Lagipun, dia tidak mencipta tiub vakum atau kehadiran sinar katod. Penemuan elektron adalah proses kumulatif semata-mata. Perintis yang dikreditkan menyumbang yang paling pentingsumbangan, meringkaskan dan menyusun semua pengalaman yang terkumpul di hadapannya.
Tiub sinar katod Thomson
Penemuan hebat elektron dibuat dengan peralatan khas dan dalam keadaan tertentu. Thomson menjalankan satu siri eksperimen menggunakan tiub sinar katod yang rumit, yang merangkumi dua plat, rasuk sepatutnya bergerak di antara mereka. Kontroversi lama mengenai sifat sinar katod, yang timbul apabila arus elektrik melalui kapal yang mana sebahagian besar udara telah dipindahkan, telah digantung.
Bejana ini ialah tiub sinar katod. Menggunakan kaedah vakum yang lebih baik, Thomson dapat membuat hujah yang meyakinkan bahawa rasuk ini terdiri daripada zarah, tanpa mengira jenis gas dan jenis logam yang digunakan sebagai konduktor. Thomson boleh dipanggil lelaki yang membelah atom.
Tapa saintifik? Ini bukan tentang Thomson
Ahli fizik yang cemerlang pada zamannya sama sekali bukanlah seorang petapa saintifik, seperti yang sering difikirkan tentang saintis yang cemerlang. Beliau adalah ketua pentadbiran Makmal Cavendish yang sangat berjaya. Di sanalah saintis itu bertemu dengan Rose Elizabeth Paget, yang dikahwininya pada tahun 1890.
Thomson bukan sahaja menguruskan beberapa projek penyelidikan, dia juga membiayai pengubahsuaian kemudahan makmal dengan sedikit sokongan daripada universiti dan kolej. Ia berbakatcikgu. Orang yang dia kumpulkan di sekelilingnya dari 1895 hingga 1914 datang dari seluruh dunia. Sebahagian daripada mereka memenangi tujuh Hadiah Nobel di bawahnya.
Semasa bekerja dengan Thomson di Makmal Cavendish pada tahun 1910, Ernest Rutherford menjalankan penyelidikan yang membawa kepada pemahaman moden tentang struktur dalaman atom.
Thomson mengambil pengajarannya dengan sangat serius: dia kerap memberi syarahan di gred rendah pada waktu pagi dan mengajar sains kepada pelajar siswazah pada sebelah petang. Ahli sains menganggap doktrin itu berguna untuk penyelidik, kerana ia memerlukan menyemak semula idea asas secara berkala dan pada masa yang sama meninggalkan ruang untuk kemungkinan menemui sesuatu yang baru yang tidak pernah diberi perhatian oleh sesiapa pun sebelum ini. Sejarah penemuan elektron jelas mengesahkan ini. Thompson menumpukan sebahagian besar aktiviti saintifiknya untuk mengkaji laluan zarah arus bercas elektrik melalui gas jarang dan ruang vakum. Beliau terlibat dalam kajian katod dan sinar-X dan memberi sumbangan besar kepada kajian fizik atom. Selain itu, Thomson turut membangunkan teori pergerakan elektron dalam medan magnet dan elektrik.
