Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Thomsons tidiga liv
- Experiment med elektroner
- Upptäckt av isotoper
- Uppfinning av massspektrografi
- Legacy: Fundamentals of Physics
Joseph John Thomson gjorde flera upptäckter som hjälpte till att revolutionera förståelsen av atomstrukturen. Thomson fick Nobelpriset i fysik 1906 för sina experiment som undersöker utsläpp av elektricitet i gaser. Thomson krediteras för att identifiera elektroner som partiklar i en atom, och hans experiment med positivt laddade partiklar ledde till utvecklingen av masspektrometern.
TL; DR (för lång; läste inte)
I slutet av 1890-talet fysiker J.J. Thomson gjorde viktiga upptäckter om elektron och deras roll i atomer.
Thomsons tidiga liv
Thomson föddes i en förort till Manchester, England, 1856. Han gjorde det bra i skolan, och hans professor i matematik föreslog att Thomson skulle ansöka om ett stipendium vid Trinity College i Cambridge. Thomson blev en stipendiat vid Trinity College 1880. Han var professor i experimentell fysik och startade ett försök att bygga matematiska modeller för att förklara naturen hos atomer och elektromagnetism.
Experiment med elektroner
Thomsons mest berömda arbete kom ut experiment han genomförde 1897 på sitt Cavendish Laboratory vid Cambridge University. Han identifierade partiklar i katodstrålar i ett vakuumrör och korrekt postulerade strålarna var strömmar av partiklar som fanns i atomer. Han kallade partiklarna kroppar. Thomson var korrekt om partiklarnas existens, men dessa negativt laddade partiklar kallas nu elektroner. Han demonstrerade en anordning som "styrde" banan för elektroner med elektriska och magnetiska fält. Han mätte också förhållandet mellan elektronerna som laddas och dess massa, vilket ledde till insikter om hur ljus elektronen jämförs med resten av en atom. Thomson fick Nobelpriset för detta banbrytande arbete.
Upptäckt av isotoper
År 1913 fortsatte Thomson sina experiment med katodstrålar. Han koncentrerade sin uppmärksamhet på strålar i kanalen eller anoden, som är strålar av positiva joner som skapats i vissa typer av vakuumrör. Han projicerade en stråle av joniserat neon genom magnetiska och elektriska fält och mätte sedan hur strålen avböjdes genom att leda den genom en fotografisk platta. Han upptäckte två separata mönster för strålen, som indikerade två atomer av neon med olika massor, bättre känd som isotoper.
Uppfinning av massspektrografi
Thomson hade träffat en process för att mäta egenskaperna hos atommassorna. Denna process ledde till utvecklingen av masspektrometern. Francis William Aston, en av Thomsons studenter, fortsatte forskningen och byggde en fungerande masspektrometer. Aston vann vidare ett Nobelpris i kemi för sitt arbete med att identifiera isotoper.
Legacy: Fundamentals of Physics
Även om många andra forskare gjorde observationer av atompartiklar under Thomsons experiment, ledde hans upptäckter till en ny förståelse av elektricitet och atompartiklar. Thomson krediteras med rätta med upptäckten av isotopen och uppfinningen av masspektrometrar. Dessa prestationer bidrog till utvecklingen av kunskap och upptäckt i fysik som har fortsatt till nutid.