Sers J. J. Tomsons — elektrona atklājējs un Nobela prēmijas laureāts
Iepazīstiet sers J. J. Tomsonu — elektrona atklājēju, izotopu un masas spektrometra pionieri, Nobela prēmijas laureātu, kura atklājumi mainīja atomfiziku.
Sers Džozefs Džons Džons "J.J." Thomson, OM, FRS (1856. gada 18. decembris - 1940. gada 30. augusts) bija britu fiziķis un Nobela prēmijas laureāts. Viņš atklāja elektronu un izotopus, kā arī izgudroja masas spektrometru. Par elektrona atklāšanu un darbu par elektrības vadītspēju gāzēs 1906. gadā viņam tika piešķirta Nobela prēmija fizikā. Džons Džozefs Tomsons 1893. gadā teica: "Nav citas fizikas nozares, kas mums dotu tik daudzsološu iespēju izzināt elektrības noslēpumu." (1).
1897. gadā Tomsons pierādīja, ka katoda stari sastāv no iepriekš nezināmas negatīvi lādētas daļiņas, kuras masa ir ļoti maza salīdzinājumā ar tās elektrisko lādiņu. Vēlāk to nosauca par elektronu, un tā bija pirmā atklātā subatomārādaļiņa. Pētot anoda starus (pozitīvos katjonus), 1913. gadā Tomsons pirmo reizi atklāja arī stabilu (neradioaktīvu) elementu izotopus.
Atomu teorijā viņš izvirzīja hipotēzi, ka atomi ir sfēras ar vienmērīgi izkliedētu pozitīvu lādiņu, kurās atrodas atsevišķs negatīvi lādēts elektrons. Vēlāk viņš secināja, ka atomā ir vairāk nekā viena negatīvi lādēta daļiņa.
Daudzi no jauniešiem, kuri kopā ar viņu mācījās un strādāja Kembridžas Universitātē, kļuva par slaveniem fiziķiem.
Galvenie atklājumi un ieguldījums
- Elektrona atklāšana (1897). Pētījumi ar izlādes caurulēm un katoda stariem ļāva Tomsonam noteikt, ka šie stari sastāv no ļoti vieglām, negatīvi lādētām daļiņām. Viņš izmērīja attiecību starp lādiņu un masu (e/m), kas parādīja, ka šīs daļiņas ir daudz vieglākas par jebkuru pazīstamu atomu, tātad tās ir atsevišķas subatomārās daļiņas — elektroni.
- Izotopu atklāšana (1913). Pētījot anoda (pozitīvos) starus, Tomsons konstatēja, ka dažiem ķīmiskajiem elementiem ir vairāki atšķirīgi masas varianti — izotopi. Tas mainīja priekšstatu par elementa viendabīgumu un deva jaunu instrumentāru pieeju ķīmijas un fizikā pētījumiem.
- Masu spektrometra attīstība. Lai izdalītu un mērītu katru daļiņu masu, Tomsons izstrādāja metodes, kas vēlāk attīstījās par mūsdienu masas spektrometriju — svarīgu rīku ķīmiskai un fizikālai analīzei.
Metodes un eksperimenti
Tomsons izmantoja izlādes (katoda) caurules, elektriskos un magnētiskos laukus, lai novirzītu starus un noteiktu to īpašības. Pateicoties precīziem novērojumiem par staru novirzi laukā, viņš pirmoreiz nopietni aprēķināja e/m attiecību. Šie eksperimentālie paņēmieni bija tehniski izsmalcināti sava laika mērogā un izveidoja pamatu vēlākām subatomāro daļiņu metodēm.
Atomu modelis un tā ietekme
Tomsons piedāvāja modeli, kas bieži tiek saukts par "rozīņu pudiņa" (plum pudding) modeli: atoms kā pozitīvi lādēta sfēra, kurā ir iekļauti negatīvie elektroni. Šis modelis mēģināja skaidrot elektronu klātbūtni atomā un reakcijas ar elektromagnētiskajiem lauka efektiem. Lai gan vēlākā zelta folijas eksperimenta rezultātā Ernests Radferfords parādīja kodola pastāvēšanu un uzsāka jaunu atomu modeli, Tomsona modelis bija svarīgs pieturas punkts atomu teorijas attīstībā.
Academiskā karjera un mantojums
Tomsons bija vadoša figūra Kembridžas un britu zinātnē: viņš ilgstoši vadīja laboratorijas izraisošu pētniecību un mācību darbību, audzinot vairākas nākamās paaudzes fiziķu. Viņa darbi ietekmēja moderna fizikas veidošanos — no kvantu teorijas līdz analītiskajām metodēm ķīmijā. Par saviem sasniegumiem viņš saņēma augstus apbalvojumus un titulus, tostarp Nobela prēmiju fizikā 1906. gadā, kā arī tika atzīts par ievērojamu zinātnes organizatoru.
Vērtējums un ietekme
Tomsona atklājumi mainīja izpratni par vielas būtību: pirmo reizi zinātnē tika noteikts, ka atomi nav nedalāmi, bet satur mazākas daļiņas. Viņa darbība bija tilts starp klasisko elektrodinamiku un jauno atomu un kvantu fizikas virzienu, kā arī veicināja instrumentu — piemēram, masas spektrometra — attīstību, kas vēlāk kļuva kritiski svarīgi rūpniecībā, medicīnā un pētniecībā.
Īsi fakti
- Dzimis: 1856. gada 18. decembris.
- Miris: 1940. gada 30. augusts.
- Galvenie sasniegumi: elektrona atklāšana, izotopu konstatēšana, darbu pamati masas spektrometrijā, atomu modelis.
Tomsona pētniecības pieeja — rūpīga eksperimenta dizaina un kvantitatīnu mērījumu kombinācija — paliek par labu piemēru fiziķiem un zinātniekiem arī mūsdienās.
Jautājumi un atbildes
Q: Kas bija sers Džozefs Džons Džons "J.J."? Tomsons?
A: Sers Džozefs Džons Džons "J.J." Thomsons (angļu: Sir Joseph John "J.J." Thomson). Tomsons bija britu fiziķis un Nobela prēmijas laureāts, kurš atklāja elektronu un izotopus, kā arī izgudroja masas spektrometru.
J. J. Tomsons 1893. gadā ko teica par elektrību?
A: 1893. gadā J. J. Tomsons teica: "Nav nevienas citas fizikas nozares, kas dotu mums tik daudzsološu iespēju izzināt elektrības noslēpumu."
J. J. Tomsons 1897. gadā atklāja ko?
A.: 1897. gadā J. J. Tomsons pierādīja, ka katoda starus veido līdz šim nezināma negatīvi lādēta daļiņa, kuras masa ir ļoti maza salīdzinājumā ar tās elektrisko lādiņu - vēlāk to nosauca par elektronu -, kas bija pirmā atklātā subatomārā daļiņa.
J: Kādas hipotēzes par atomiem izvirzīja J. J. Tomsons atomu teorijā?
A: Atomu teorijā viņš izvirzīja hipotēzi, ka atomi ir sfēras ar vienmērīgi izkliedētu pozitīvu lādiņu, kur katrā atoma sfērā atrodas atsevišķs negatīvi lādēts elektrons.
J: Kad Dž. Dž. Tompsons atrada pierādījumus par izotopu esamību? A: Pirmos pierādījumus par stabilu (neradioaktīvu) elementu izotopiem viņš atrada 1913. gadā, pētot anoda starus (pozitīvos katjonus).
J: Cik slaveni fiziķi kopā ar viņu mācījās Kembridžas universitātē? A: Daudzi jaunieši, kas kopā ar viņu mācījās un strādāja Kembridžas universitātē, arī kļuva par slaveniem fiziķiem.
Meklēt