- Thomsonin tärkeimmät panokset tieteeseen
- Elektronin löytö
- Thomsonin atomimalli
- Atomierotus
- Isotooppien löytäminen
- Katodisädekokeet
- Massaspektrometri
- Thomsonin perintö
- Erinomaisia teoksia
- Viitteet
Joseph John Thomson oli erinomainen kemisti erilaisista panoksista, kuten elektroni, sen atomimalli, isotooppien löytäminen tai katodisätekoe.
Hän syntyi Cheetam Hillissä, Manchesterin kaupunginosassa, Englannissa, 18. joulukuuta 1856. Tunnetaan myös nimellä "JJ" Thomson. Hän opiskeli tekniikkaa Owens Collegessa, joka on nyt osa Manchesterin yliopistoa, ja myöhemmin matematiikkaa Cambridgessa.
Vuonna 1890 JJ Thomson meni naimisiin lääkärin Sir Edward George Pagetin tytär Rose Elizabeth Pagetin kanssa, jonka kanssa hänellä oli kaksi lasta: tyttö, nimeltään Joan Paget Thomson, ja poika, George Paget Thomson.
Jälkimmäisestä tulee kuuluisa tutkija, joka sai vuonna 1937 fysiikan Nobel-palkinnon elektroneilla tehdystä työstään.
Thomson keskittyi nuoresta iästään atomien rakenteeseen tutkimalla siten elektronien ja isotooppien olemassaolon monien muiden tekijöiden joukossa.
Vuonna 1906 Thomson sai fysiikan Nobel-palkinnon "tunnustuksena hänen teoreettisen ja kokeellisen tutkimuksensa suurista ansioista sähkön johtamiselle kaasujen läpi" joukossa monien muiden palkintojensa lisäksi työstä. (yksi)
Vuonna 1908 Britannian kruunu ritaristi hänet ja toimi fysiikan kunniaprofessorina Cambridgessa ja Lontoon kuninkaallisessa instituutissa.
Hän kuoli 30. elokuuta 1940 83-vuotiaana Cambridgen kaupungissa, Iso-Britanniassa. Fyysikko haudattiin Westminster Abbeyyn, lähellä Sir Isaac Newtonin hautaa. (kaksi)
Thomsonin tärkeimmät panokset tieteeseen
Elektronin löytö
Vuonna 1897 JJ Thomson löysi vetyä kevyemmän hiukkasen, joka nimettiin "elektroniksi".
Vetyä pidettiin atomipainon mittayksikönä. Siihen saakka, atomi oli pienin ainejako.
Tässä mielessä Thomson löysi ensimmäisenä negatiivisesti varautuneita verisolujen subatomisia hiukkasia.
Thomsonin atomimalli
Thomsonin atomimalli oli rakenne, jonka englantilainen fyysikko antoi atomille. Tutkijalle atomit olivat positiivisen varauksen pallo.
Siellä upotettiin negatiivisen varauksen elektronit, jotka jakautuivat tasaisesti tuolle positiivisen varauksen pilvelle, toisin sanoen se neutraloi atomin massan positiivisen varauksen.
Tämä uusi malli korvaa Daltonin kehittämän mallin, ja myöhemmin Rutherford kumoaa sen, Thomsonin opetuslapsi Cavendish Laboratoriesissa, Cambridge.
Atomierotus
Thomson käytti positiivisia tai anodisia säteitä erottaakseen eri massojen atomit. Tämä menetelmä antoi hänelle mahdollisuuden laskea kunkin atomin kuljettama sähkö ja molekyylien lukumäärä kuutiometriä kohti.
Fyysikko pystyi jakamaan erään massan ja varauksen atomeja erilaisilla isotoopeilla. Samalla tavoin positiivisten säteiden tutkimuksellaan hän edisti huomattavasti massaspektrometriaa.
Isotooppien löytäminen
JJ Thomson havaitsi, että neoni-ioneilla oli erilaiset massat, ts. Eri atomipainot. Näin Thomson osoitti, että neonilla on kaksi isotooppityyppiä, neon-20 ja neon-22.
Tähän päivään mennessä tutkitut isotoopit ovat saman elementin atomeja, mutta niiden ytimillä on erilaiset massaluvut, koska niiden keskuksessa on eri määrät neutroneja.
Katodisädekokeet
Katodisäteet ovat elektronivirtauksia tyhjiöputkissa, toisin sanoen lasiputkia, joissa on kaksi elektrodia, yksi positiivinen ja toinen negatiivinen.
Kun negatiivista elektrodia, tai jota kutsutaan myös katodi, kuumennetaan, se säteilee säteilyä, joka on suunnattu positiivista elektrodia tai anodia kohti suorassa linjassa, jos tällä polulla ei ole magneettikenttää.
Jos putken lasiseinät peitetään fluoresoivalla materiaalilla, katodien isku tuota kerrosta vasten tuottaa valon heijastuksen.
Thomson tutki katodisäteiden käyttäytymistä ja päätteli, että säteet kulkivat suorassa linjassa.
Lisäksi, että nämä säteet voidaan ohjata polultaan magneettien, ts. Magneettikentän, läsnä ollessa. Lisäksi säteet voivat liikuttaa terää kiertävien elektronien massan voimalla, mikä osoittaa, että elektronien massa oli.
JJ Thomson kokeili kaasun vaihtamista katodisädeputken sisällä, mutta ei muuttanut elektronien käyttäytymistä. Lisäksi katodisäteellä lämmitetyt esineet, jotka pääsivät tien päälle elektrodien välillä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että Thomson oli osoittanut, että katodisäteillä oli kevyitä, mekaanisia, kemiallisia ja lämpövaikutuksia.
Katodisädeputket ja niiden valoominaisuudet olivat ratkaisevia myöhemmässä keksinnössä putkitelevisiossa (CTR) ja videokameroissa.
Massaspektrometri
JJ Thomson loi ensimmäisen lähestymistavan massaspektrometriin. Tämän työkalun avulla tutkija sai tutkia katodisädeputkien massa / varaussuhdetta ja mitata kuinka paljon ne poikkeavat magneettikentän vaikutuksesta ja kuljettamansa energian määrää.
Tämän tutkimuksen avulla hän päätteli, että katodisäteet koostuivat negatiivisesti varautuneista runkokerroista, jotka ovat atomien sisällä, mikä siis postoi atomin jakautumista ja aiheutti elektronin kuvan.
Myös massaspektrometrian kehitys jatkui nykypäivään kehittyen erilaisiin menetelmiin elektronien erottamiseksi atomista.
Lisäksi Thomson ehdotti ensimmäisenä aaltojohtoa vuonna 1893. Tämä koe koostui sähkömagneettisten aaltojen etenemisestä kontrolloidussa lieriömäisessä ontelossa, jonka ensimmäisen kerran suoritti vuonna 1897 lordi Rayleigh, toinen fysiikan Nobel-palkinnon voittaja.
Aaltoputkia käytetään tulevaisuudessa laajasti, jopa nykyisin tiedonsiirron ja kuituoptiikan kanssa.
Thomsonin perintö
Thomson (Th) perustettiin massavarauksen mittayksiköksi massaspektrometriassa, jonka kemikaalit Cooks ja Rockwood ehdottivat Thomsonin kunniaksi.
Tämä tekniikka mahdollistaa aineen molekyylien jakauman määrittämisen niiden massan perusteella ja tunnistaa tällä perusteella, mitkä niistä ovat aineenäytteessä.
Thomsonin kaava (Th):
Erinomaisia teoksia
- Sähkön häviäminen kaasujen kautta, sähkön johtaminen kaasujen kautta (1900).
- Aineen solunsydänteoria, elektroni kemiassa ja muisteluissa ja heijastuksissa (1907).
- Beyond the Electron (1928).
Viitteet
- Nobel Media AB (2014). J. Thomson - elämäkerta. Nobelprize.org. nobelprize.org.
- Thomson, Joseph J., Sähkönjohtaminen kaasujen kautta. Cambridge, University Press, 1903.
- Menchaca Rocha, Arturo. Alkuainehiukkasten huomaamaton viehätys.
- Christen, Hans Rudolf, Yleisen ja epäorgaanisen kemian perusteet, osa 1. Barcelona, Espanja. Ediciones Reverté SA, 1986.
- Arzani, Aurora Cortina, yleinen alkuainekemia. Meksiko, toimitusjohtaja Porrúa, 1967.
- RG Kokit, AL Rockwood. Nopea yhteisö. Massaspektri. 5, 93 (1991).