Biografia Josepha Thomsona i wkład w naukę i chemię

1719
Basil Manning

Joseph John Thomson Był wybitnym chemikiem z różnych przyczyn, takich jak odkrycie elektronu, jego modelu atomowego, odkrycie izotopów czy eksperyment z promieniowaniem katodowym.

Urodził się w Cheetam Hill, dzielnicy Manchesteru w Anglii, 18 grudnia 1856 roku. Znany również jako „J.J.” Thomson, studiował inżynierię w Owens College, obecnie część Uniwersytetu w Manchesterze, a później matematykę w Cambridge.

W 1890 roku J. J. Thomson poślubił Rose Elizabeth Paget, córkę lekarza Sir Edwarda George'a Pageta, z którą miał dwoje dzieci: dziewczynkę o imieniu Joan Paget Thomson i chłopca, George'a Pageta Thomsona..

Ten ostatni stał się sławnym naukowcem, uzyskując w 1937 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za pracę z elektronami..

Od najmłodszych lat Thomson skupiał się na badaniach struktury atomów, odkrywając w ten sposób między innymi istnienie elektronów i izotopów..

W 1906 r. Thomson otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki „w uznaniu wielkich zasług jego teoretycznych i eksperymentalnych badań przewodzenia prądu elektrycznego przez gazy”, a także wielu innych nagród za swoją pracę. (1)

W 1908 r. Został pasowany na rycerza przez brytyjską koronę i pełnił funkcję honorowego profesora fizyki w Cambridge oraz w Royal Institute w Londynie..

Zmarł 30 sierpnia 1940 roku w wieku 83 lat w mieście Cambridge w Wielkiej Brytanii. Fizyk został pochowany w Opactwie Westminsterskim, niedaleko grobu sir Izaaka Newtona. (dwa)

Indeks artykułów

  • 1 Główny wkład Thomsona w naukę
    • 1.1 Odkrycie elektronu
    • 1.2 Model atomowy Thomsona
    • 1.3 Rozdzielanie atomów
    • 1.4 Odkrycie izotopów
    • 1.5 Eksperymenty z promieniowaniem katodowym 
    • 1.6 Spektrometr masowy
  • 2 Dziedzictwo Thomsona
  • 3 Znakomite dzieła
  • 4 Odnośniki

Główny wkład Thomsona w naukę

Odkrycie elektronu

W 1897 roku J.J. Thomson odkrył nową cząstkę lżejszą od wodoru, którą nazwano „elektronem”.

Wodór uznano za jednostkę miary masy atomowej. Do tego czasu atom był najmniejszym podziałem materii.

W tym sensie Thomson jako pierwszy odkrył ujemnie naładowane korpuskularne cząstki subatomowe.

Model atomowy Thomsona

Model atomowy Thomsona był strukturą, którą angielski fizyk przypisał atomom. Dla naukowca atomy były sferą o dodatnim ładunku.

Tam osadzone są elektrony o ładunku ujemnym, równomiernie rozmieszczone na tej chmurze o ładunku dodatnim, to znaczy neutralizują ładunek dodatni masy atomu..

Ten nowy model zastępuje model opracowany przez Daltona i zostanie później obalony przez Rutherforda, ucznia Thomsona z Cavendish Laboratories w Cambridge.. 

Separacja atomów

Thomson użył promieni dodatnich lub anodowych do oddzielenia atomów o różnych masach. Ta metoda pozwoliła mu obliczyć energię elektryczną przenoszoną przez każdy atom i liczbę cząsteczek na centymetr sześcienny..

Będąc w stanie podzielić atomy o różnej masie i ładunku, fizyk odkrył istnienie izotopów. Również w ten sposób, poprzez swoje badanie promieni dodatnich, dokonał wielkiego postępu w kierunku spektrometrii mas..

Odkrycie izotopów

J.J. Thomson odkrył, że jony neonowe mają różne masy, to znaczy różne masy atomów. W ten sposób Thomson wykazał, że neon ma dwa podtypy izotopów, neon-20 i neon-22..

Badane do dziś izotopy to atomy tego samego pierwiastka, ale ich jądra mają różne liczby masowe, ponieważ składają się z różnych ilości neutronów w centrum..

Eksperymenty z promieniami katodowymi

Promienie katodowe to prądy elektronów w lampach próżniowych, czyli szklanych lampach z dwiema elektrodami, jedną dodatnią i jedną ujemną..

Gdy elektroda ujemna, zwana także katodą, jest podgrzewana, emituje promieniowanie skierowane w kierunku elektrody dodatniej lub anody w linii prostej, jeśli na tej ścieżce nie ma pola magnetycznego.

Jeśli szklane ścianki rury są pokryte materiałem fluorescencyjnym, uderzenie katod w tę warstwę powoduje projekcję światła.

Thomson zbadał zachowanie promieni katodowych i doszedł do wniosku, że promienie poruszają się po linii prostej.

Również, że promienie te mogą zostać odchylone od ich toru przez obecność magnesu, to znaczy pola magnetycznego. Ponadto promienie mogły poruszać ostrzami z siłą masy krążących elektronów, pokazując w ten sposób, że elektrony mają masę..

J.J. Thomson eksperymentował ze zmianą gazu w lampie elektronopromieniowej, ale nie zmieniał zachowania elektronów. Ponadto promienie katodowe ogrzewały obiekty, które stały na drodze między elektrodami.. 

Podsumowując, Thomson wykazał, że promienie katodowe wywołują efekty świetlne, mechaniczne, chemiczne i termiczne..

Lampy katodowe i ich właściwości świetlne okazały się transcendentalne dla późniejszego wynalezienia telewizji lampowej (CTR) i kamer wideo..

Spektrometr masowy

J.J. Thomson stworzył pierwsze podejście do Spektrometr masowy. To narzędzie umożliwiło naukowcowi zbadanie zależności masy / ładunku lamp katodowych i zmierzenie, jak bardzo odchylają się one pod wpływem pola magnetycznego i ilości przenoszonej przez nie energii..

Dzięki tym badaniom doszedł do wniosku, że promienie katodowe składają się z ujemnie naładowanych cząsteczek, które znajdują się wewnątrz atomów, postulując w ten sposób podzielność atomu i dając początek figurze elektronu..

Podobnie postępy w spektrometrii mas trwały do ​​dziś, ewoluując w kierunku różnych metod oddzielania elektronów od atomów..

Ponadto Thomson jako pierwszy zasugerował pierwszy falowód w 1893 roku. Eksperyment ten polegał na rozchodzeniu się fal elektromagnetycznych w kontrolowanej cylindrycznej wnęce, co po raz pierwszy wykonał w 1897 roku Lord Rayleigh, inny laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki..

W przyszłości światłowody będą szeroko stosowane, nawet dzisiaj, w transmisji danych i światłowodach.

Dziedzictwo Thomsona

Thomson (Th) został ustanowiony jako jednostka miary ładunku masy w spektrometrii mas, zaproponowana przez chemików Cooksa i Rockwooda na cześć Thomsona..

Technika ta pozwala na określenie rozkładu cząsteczek substancji według ich masy i rozpoznanie przez to, które z nich są obecne w próbce materii..

Wzór Thomsona (Th):

Znakomite dzieła

  • Odrzut energii elektrycznej przez gazy, przewodzenie energii elektrycznej przez gazy (1900).
  • Korpuskularna teoria materii, elektron w chemii oraz wspomnienia i refleksje (1907).
  • Poza elektronem (1928).

Bibliografia

  1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biograficzne. Nobelprize.org. nobelprize.org.
  2. Thomson, Joseph J.., Przewodzenie energii elektrycznej przez gazy. Cambridge, University Press, 1903.
  3. Menchaca Rocha, Arturo.  Dyskretny urok cząstek elementarnych.
  4. Christen, Hans Rudolf, Podstawy chemii ogólnej i nieorganicznej, tom 1. Barcelona, ​​Hiszpania. Ediciones Reverté S.A., 1986.
  5. Arzani, Aurora Cortina, Ogólna chemia elementarna. Meksyk, Editorial Porrúa, 1967.
  6. R. G. Cooks, A. L. Rockwood. Rapid Commun. Widmo masowe. 5, 93 (1991).

Jeszcze bez komentarzy