I 1897 oppdaget den britiske fysikeren Joseph John Thomson (1856-1940) elektronet etter en rekke eksperimenter med sikte på å studere naturen til en elektrisk utladning i et vakuum. Den berømte vitenskapsmannen tolket stråleavbøyningen til elektrisk ladede plater og magneter som bevis på at elektroner er mye mindre enn atomer.
Den store fysikeren og vitenskapsmannen burde ha blitt ingeniør
Thomson Joseph John, en stor vitenskapsmann, fysiker og mentor, skulle bli ingeniør, slik faren trodde, men på den tiden hadde ikke familien midler til å betale for utdanning. I stedet gikk den unge Thomson på college i Macester og senere på Cambridge. I 1884 ble han utnevnt til den prestisjetunge stillingen som professor i eksperimentell fysikk ved Cambridge, selv om han personlig gjorde svært lite eksperimentelt arbeid. Han oppdaget talentet sitt for å utvikle maskinvare og diagnostisere relaterte problemer. Thomson Joseph John var en god lærer som inspirerte elevene og gabetydelig oppmerksomhet til det brede problemet med å utvikle undervisningsvitenskapen ved universitetet og videregående skole.
Nobelprisvinner
Thomson mottok mange forskjellige priser, inkludert Nobelprisen i fysikk i 1906. Han hadde også stor glede av å se noen av hans medarbeidere motta sine nobelpriser, inkludert Rutherford i kjemi i 1908. En rekke forskere som William Prout og Norman Lockyer har antydet at atomer ikke er de minste partiklene i universet, og at de er bygget av mer fundamentale enheter.
Oppdagelse av elektronet (kort)
I 1897 foreslo Thompson at en av de grunnleggende enhetene er 1000 ganger mindre enn et atom, denne subatomære partikkelen ble kjent som elektronet. Forskeren oppdaget dette gjennom sin forskning på egenskapene til katodestråler. Han estimerte massen til katodestrålene ved å måle varmen som ble generert når de termiske overgangsstrålene traff og sammenlignet den med den magnetiske avbøyningen av strålen. Eksperimentene hans viser ikke bare at katodestråler er 1000 ganger lettere enn et hydrogenatom, men også at massen deres var den samme uavhengig av atomtype. Forskeren kom til den konklusjon at strålene er sammensatt av veldig lette, negativt ladede partikler, som er det universelle byggematerialet for atomer. Han k alte disse partiklene "korpuskler", men senere forskere foretrakk navnet "elektroner", foreslått av George Johnston Stoney i 1891.
Thompsons eksperimenter
Ved å sammenligne avbøyningen av katodestråler med elektriske og magnetiske felt, oppnådde fysikeren mer pålitelige målinger av elektronets ladning og masse. Thomsons eksperiment ble utført inne i spesielle katodestrålerør. I 1904 antok han at modellen av atomet er en sfære av positiv materie der posisjonen til partikler bestemmes av elektrostatiske krefter. For å forklare den generelt nøytrale ladningen til atomet, foreslo Thompson at blodlegemene var fordelt i et jevnt felt med positiv ladning. Oppdagelsen av elektronet gjorde det mulig å tro at atomet kunne deles i enda mindre deler, og var det første steget mot å lage en detaljert modell av atomet.
Oppdagelseshistorikk
Joseph John Thomson er viden kjent som oppdageren av elektronet. I det meste av sin karriere har professoren jobbet med ulike aspekter ved ledning av elektrisitet gjennom gasser. I 1897 (året for oppdagelsen av elektronet) beviste han eksperimentelt at de såk alte katodestrålene faktisk er negativt ladede partikler i bevegelse.
Mange interessante spørsmål er direkte knyttet til åpningsprosessen. Det er klart at karakterisering av katodestråler går før Thomson, og flere forskere har allerede gitt viktige bidrag. Kan vi da med sikkerhet si at det var Thomson som var den første som oppdaget elektronet? Tross alt oppfant han ikke vakuumrøret eller tilstedeværelsen av katodestråler. Oppdagelsen av elektronet er en ren kumulativ prosess. Kreditert pioner bidrar med det viktigstebidrag, oppsummerer og systematiserer all erfaringen som er samlet foran ham.
Thomson katodestrålerør
Den store oppdagelsen av elektronet ble gjort med spesialutstyr og under visse forhold. Thomson utførte en serie eksperimenter ved å bruke et forseggjort katodestrålerør, som inkluderer to plater, stråler skulle bevege seg mellom dem. Den langvarige kontroversen angående arten av katodestråler, som oppstår når en elektrisk strøm passerer gjennom et fartøy som det meste av luften har blitt evakuert fra, har blitt suspendert.
Dette fartøyet var et katodestrålerør. Ved å bruke en forbedret vakuummetode var Thomson i stand til å komme med et overbevisende argument for at disse bjelkene var sammensatt av partikler, uavhengig av type gass og type metall som ble brukt som leder. Thomson kan med rette kalles mannen som splittet atomet.
Vitenskapelig eneboer? Dette handler ikke om Thomson
Den fremragende fysikeren i sin tid var på ingen måte en vitenskapelig eneboer, da man ofte tenker på geniale vitenskapsmenn. Han var administrativ leder for det meget suksessrike Cavendish Laboratory. Det var der vitenskapsmannen møtte Rose Elizabeth Paget, som han giftet seg med i 1890.
Thomson ledet ikke bare en rekke forskningsprosjekter, han finansierte også renoveringen av laboratoriefasiliteter med lite støtte fra universitetet og høyskolene. Det var talentfulltlærer. Menneskene han samlet rundt seg fra 1895 til 1914 kom fra hele verden. Noen av dem vant syv nobelpriser under ham.
Det var mens han jobbet med Thomson ved Cavendish Laboratory i 1910 at Ernest Rutherford utførte forskning som førte til moderne forståelse av atomets indre struktur.
Thomson tok undervisningen sin veldig seriøst: han foreleste regelmessig i grunnskoleklasser om morgenen og underviste naturfag til avgangselever om ettermiddagen. Forskeren anså doktrinen som nyttig for forskeren, siden den krever periodisk revisjon av de grunnleggende ideene og samtidig gi rom for muligheten for å oppdage noe nytt som ingen hadde lagt merke til før. Historien om oppdagelsen av elektronet bekrefter dette klart. Thompson viet mesteparten av sin vitenskapelige aktivitet til studiet av passasje av elektrisk ladede strømpartikler gjennom sjeldne gasser og vakuumrom. Han var engasjert i studiet av katode og røntgenstråler og ga et stort bidrag til studiet av atomfysikk. I tillegg utviklet Thomson også en teori om elektronbevegelse i magnetiske og elektriske felt.
