Джозеф Томсон Біографія та внески до науки та хімії



Джозеф Джон Томсон Він був видатним хіміком для різних внесків, таких як відкриття електрона, його атомна модель, відкриття ізотопів або експеримент катодного променя..

Він народився в Cheetam Hill, район Манчестера, Англія, 18 грудня 1856 року. Він також був відомий як "J.J." Thomson..

У 1890 році Дж. Томсон вийшов заміж за Роуз Елізабет Паджет, дочку лікаря сера Едварда Джорджа Педжета, з яким я мав двох дітей: дівчину, на ім'я Джоан Педжет Томсон, і хлопчика, Джорджа Паджета Томсона.

Останній стане відомим вченим, отримавши в 1937 році Нобелівську премію з фізики за роботу з електронами.

З юних років Томсон зосереджував свої дослідження на структурі атомів, виявляючи при цьому існування електронів і ізотопів, серед багатьох інших внесків..

У 1906 році Томсон отримав Нобелівську премію з фізики, "визнавши велику заслугу його теоретичних і експериментальних досліджень з проведення електроенергії через гази", серед багатьох інших нагород за його роботу. (1)

У 1908 році він був присвячений рицарству британської корони і служив почесним професором фізики в Кембриджі і в Королівському інституті в Лондоні..

Він помер 30 серпня 1940 року в 83 році в місті Кембриджі, Великобританія. Фізик був похований у абатстві Вестмінстері, біля могили сера Ісака Ньютона. (2)

Індекс

  • 1 Основні внески Томсона в науку
    • 1.1 Відкриття електрона
    • 1.2 Атомна модель Томсона
    • 1.3 Розділення атомів
    • 1.4 Виявлення ізотопів
    • 1.5 Експерименти з катодними променями 
    • 1.6 Мас-спектрометр
  • 2 Спадщина Томсона
  • 3 Вибрані роботи
  • 4 Посилання

Основні внески Томсона в науку

Відкриття електрона

У 1897 р. J.J. Томсон виявив нову частинку легше, ніж водень, який був хрещений "електрон" \ t.

Водень вважався одиницею виміру атомної ваги. До тих пір атом був найменшим поділом матерії.

У цьому сенсі Томсон першим виявив негативно заряджені корпускулярні субатомні частинки.

Атомна модель Томсона

Атомна модель Томсона була структурою, яку англійський фізик приписував атомам. Для вченого атоми були сферою позитивного заряду.

Там негативно заряджених електронів, рівномірно розподілених по цьому позитивно зарядженому хмарі, вбудовували, нейтралізуючи позитивний заряд маси атома.

Ця нова модель замінює модель, розроблену Дальтоном, а пізніше вона буде спростована Резерфордом, учнем Томсона в лабораторіях Кавендіш, Кембриджа.. 

Поділ атомів

Томсон використовував позитивні або анодні промені для розділення атомів різної маси. Цей метод дозволив йому розрахувати електроенергію, що транспортується кожним атомом, і число молекул на кубічний сантиметр.

Уміючи розділяти атоми різної маси і заряду, фізик виявив існування ізотопів. Також таким чином, з його вивченням позитивних променів він зробив великий прогрес до мас-спектрометрії.

Відкриття ізотопів

J.J. Томсон виявив, що неонові іони мають різні маси, тобто різні атомні ваги. Так Томсон показав, що неон має два підтипи ізотопів: неон-20 і неон-22..

Ізотопи, досліджені до цього дня, є атомами одного елемента, але їхні ядра мають різні масові числа, оскільки вони складаються з різних кількостей нейтронів у їхньому центрі..

Експерименти з катодними променями

Катодні промені являють собою електронні потоки у вакуумних трубах, тобто скляні трубки з двома електродами, один позитивний і один негативний.

Коли нагрівається негативний електрод або також називається катод, він випромінює випромінювання, яке спрямоване до позитивного електрода, або анода, у прямій лінії, якщо в цьому шляху немає магнітного поля.

Якщо стінки трубчастого скла покриті флуоресцентним матеріалом, то попадання катодів на цей шар створює проекцію світла.

Томсон вивчав поведінку катодних променів і дійшов висновків про те, що промені поширюються по прямій лінії.

Крім того, ці промені можуть бути відхилені від їх траєкторії за наявності магніту, тобто магнітного поля. Крім того, промені можуть переміщати лопатки з силою циркулюючої маси електронів, демонструючи при цьому, що електрони мали масу.

J.J. Томсон експериментував, щоб змінювати газ всередині електронно-променевої трубки, але поведінка електронів не змінювалася. Також катодні промені розігрівали об'єкти, що потрапили на шляху між електродами. 

На закінчення, Томсон показав, що катодні промені мають освітлювальні, механічні, хімічні та теплові ефекти.

Електронно-променеві трубки та їх світлові властивості були трансцендентними для пізнішого винаходу трубки телебачення (CTR) і відеокамер.

Мас-спектрометр

J.J. Томсон створив перший підхід мас-спектрометр. Цей інструмент дозволив вченому вивчити співвідношення маса / заряд в електронно-променевих трубах, а також виміряти, наскільки вони відводяться впливом магнітного поля і кількості енергії, яку вони несуть.

З цим дослідженням він прийшов до висновку, що катодні промені складаються з негативно заряджених корпускул, які знаходяться всередині атомів, таким чином постулюючи подільність атома і даючи початок фігурі електрона..

Аналогічно, досягнення в мас-спектрометрії продовжувалися до сьогоднішнього дня, розвиваючись різними методами, щоб відокремити електрони від атомів.

Крім того, Томсон першим запропонував перший хвилевід Цей експеримент полягав у поширенні електромагнітних хвиль у контрольованій циліндричній порожнині, яку вперше здійснив у 1897 році лорд Рейлі, ще одна Нобелівська премія з фізики..

Хвилеводи будуть широко використовуватися в майбутньому, навіть сьогодні з передачею даних і волоконної оптики.

Спадщина Томсона

Thomson (Th) був створений як одиниця вимірювання масового навантаження в мас-спектрометрії, запропонований хіміками Кук і Роквуд, на честь Томсона.

Ця методика дозволяє визначити розподіл молекул речовини за його масою і, розпізнаючи нею, які присутні в зразку речовини.

Формула Томсона (Th):

Вибрані твори

  • Розподіл електроенергії через гази, проведення електроенергії через гази (1900 р.).
  • Корпускулярна теорія матерії, Електрон в хімії і спогадах і роздуми (1907).
  • Поза електроном (1928).

Список літератури

  1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Біографічний. Nobelprize.org. nobelprize.org.
  2. Томсон, Джозеф Дж., Проведення електроенергії через гази. Cambridge, University Press, 1903.
  3. Менчака Роча, Артуро.  Прихований шарм елементарних частинок.
  4. Крістен, Ганс Рудольф, Основи загальної та неорганічної хімії, том 1. Барселона, Іспанія. Ediciones Reverté S.A., 1986.
  5. Арзані, Аврора Кортіна, Загальна елементарна хімія. Мексика, редакція Порруа, 1967.
  6. Р. Г. Кук, А. Л. Роквуд. Rapid Commun. Масовий спектр. 5, 93 (1991).