Në vitin 1897, fizikani britanik Joseph John Thomson (1856-1940) zbuloi elektronin pas një sërë eksperimentesh që synonin studimin e natyrës së një shkarkimi elektrik në vakum. Shkencëtari i famshëm interpretoi devijimet e rrezeve të pllakave të ngarkuara elektrike dhe magneteve si dëshmi se elektronet janë shumë më të vogla se atomet.
Fizikani dhe shkencëtari i madh duhet të ishte bërë inxhinier
Thomson Joseph John, një shkencëtar, fizikant dhe mentor i madh, do të bëhej inxhinier, siç mendonte babai i tij, por në atë kohë familja nuk kishte mjete për të paguar arsimin. Në vend të kësaj, i riu Thomson ndoqi kolegjin në Macester dhe më vonë në Kembrixh. Në 1884 ai u emërua në postin prestigjioz të Profesorit të Fizikës Eksperimentale në Kembrixh, megjithëse ai personalisht bëri shumë pak punë eksperimentale. Ai zbuloi talentin e tij për zhvillimin e pajisjeve dhe diagnostikimin e problemeve të lidhura me to. Tomson Jozef Xhon ishte një mësues i mirë, duke i frymëzuar studentët e tij dhe duke dhënëvëmendje e konsiderueshme për problemin e gjerë të zhvillimit të shkencës së mësimdhënies në universitet dhe shkollë të mesme.
Laureate Nobel
Thomson mori shumë çmime të ndryshme, duke përfshirë Çmimin Nobel në Fizikë në 1906. Ai gjithashtu pati kënaqësi të madhe të shihte disa nga bashkëpunëtorët e tij duke marrë çmimet e tyre Nobel, duke përfshirë Rutherford në kimi në 1908. Një numër shkencëtarësh si William Prout dhe Norman Lockyer kanë sugjeruar se atomet nuk janë grimcat më të vogla në univers dhe se ato janë ndërtuar nga njësi më themelore.
Zbulimi i elektronit (shkurtimisht)
Në 1897, Thompson propozoi që një nga njësitë bazë është 1000 herë më e vogël se një atom, kjo grimcë nënatomike u bë e njohur si elektron. Shkencëtari e zbuloi këtë përmes hulumtimit të tij mbi vetitë e rrezeve katodike. Ai vlerësoi masën e rrezeve katodike duke matur nxehtësinë e krijuar kur rrezet e tranzicionit termik goditen dhe e krahasoi atë me devijimin magnetik të rrezes. Eksperimentet e tij tregojnë jo vetëm se rrezet katodike janë 1000 herë më të lehta se atomi i hidrogjenit, por edhe se masa e tyre ishte e njëjtë pavarësisht nga lloji i atomit. Shkencëtari arriti në përfundimin se rrezet përbëhen nga grimca shumë të lehta, të ngarkuara negativisht, të cilat janë materiali universal i ndërtimit për atomet. Ai i quajti këto grimca "korpuskula", por shkencëtarët e mëvonshëm preferuan emrin "elektrone", të propozuar nga George Johnston Stoney në 1891.
Eksperimentet e Thompson
Duke krahasuar devijimin e rrezeve katodë me fushat elektrike dhe magnetike, fizikani mori matje më të besueshme të ngarkesës dhe masës së elektronit. Eksperimenti i Tomsonit u krye brenda tubave të posaçëm të rrezeve katodike. Në vitin 1904, ai hodhi hipotezën se modeli i atomit është një sferë e materies pozitive në të cilën pozicioni i grimcave përcaktohet nga forcat elektrostatike. Për të shpjeguar ngarkesën përgjithësisht neutrale të atomit, Thompson sugjeroi që trupat të shpërndaheshin në një fushë uniforme të ngarkesës pozitive. Zbulimi i elektronit bëri të mundur të besohej se atomi mund të ndahej në pjesë edhe më të vogla dhe ishte hapi i parë drejt krijimit të një modeli të detajuar të atomit.
Historia e zbulimit
Joseph John Thomson njihet gjerësisht si zbuluesi i elektronit. Për pjesën më të madhe të karrierës së tij, profesori ka punuar në aspekte të ndryshme të përcjelljes së energjisë elektrike përmes gazeve. Në 1897 (viti i zbulimit të elektronit), ai provoi eksperimentalisht se të ashtuquajturat rreze katodike janë në të vërtetë grimca të ngarkuara negativisht në lëvizje.
Shumë pyetje interesante lidhen drejtpërdrejt me procesin e hapjes. Është e qartë se karakterizimi i rrezeve katodike i paraprin Thomson-it dhe disa shkencëtarë kanë dhënë tashmë një kontribut të rëndësishëm. A mund të themi atëherë me siguri se ishte Thomson i pari që zbuloi elektronin? Në fund të fundit, ai nuk e shpiku tubin vakum ose praninë e rrezeve katodike. Zbulimi i elektronit është një proces thjesht kumulativ. Pionieri i kredituar kontribuon më të rëndësishminkontribut, duke përmbledhur dhe sistemuar të gjithë përvojën e grumbulluar përpara tij.
Tuba me rreze katodike Thomson
Zbulimi i madh i elektronit u bë me pajisje speciale dhe në kushte të caktuara. Thomson kreu një seri eksperimentesh duke përdorur një tub të përpunuar me rreze katodike, i cili përfshin dy pllaka, trarët supozohej të udhëtonin midis tyre. Polemika e gjatë në lidhje me natyrën e rrezeve katodike, të cilat lindin kur një rrymë elektrike kalon nëpër një anije nga e cila është evakuuar pjesa më e madhe e ajrit, është pezulluar.
Kjo anije ishte një tub me rreze katodike. Duke përdorur një metodë të përmirësuar vakumi, Thomson ishte në gjendje të jepte një argument bindës se këto rreze përbëheshin nga grimca, pavarësisht nga lloji i gazit dhe lloji i metalit që përdorej si përçues. Thomson me të drejtë mund të quhet njeriu që ndau atomin.
I vetmuar shkencor? Kjo nuk ka të bëjë me Thomson
Fizikani i shquar i kohës së tij nuk ishte aspak një i vetmuar shkencor, siç mendohet shpesh për shkencëtarët e shkëlqyer. Ai ishte drejtuesi administrativ i Laboratorit shumë të suksesshëm Cavendish. Aty shkencëtari takoi Rose Elizabeth Paget, me të cilën u martua në 1890.
Thomson jo vetëm që menaxhoi një numër projektesh kërkimore, ai financoi gjithashtu rinovimin e objekteve laboratorike me pak mbështetje nga universiteti dhe kolegjet. Ishte i talentuarmësuesi. Njerëzit që ai mblodhi rreth tij nga viti 1895 deri në 1914 vinin nga e gjithë bota. Disa prej tyre fituan shtatë çmime Nobel nën drejtimin e tij.
Ishte duke punuar me Thomson në Laboratorin Cavendish në vitin 1910 që Ernest Rutherford kreu kërkime që çuan në kuptimin modern të strukturës së brendshme të atomit.
Thomson e mori shumë seriozisht mësimin e tij: ai ligjëronte rregullisht në klasat fillore në mëngjes dhe u mësonte shkencës studentëve të diplomuar pasdite. Shkencëtari e konsideroi doktrinën të dobishme për studiuesin, pasi kërkon rishikim periodik të ideve themelore dhe në të njëjtën kohë lënien e hapësirës për mundësinë e zbulimit të diçkaje të re që askush nuk i kishte kushtuar vëmendje më parë. Historia e zbulimit të elektronit e konfirmon qartë këtë. Thompson ia kushtoi pjesën më të madhe të veprimtarisë së tij shkencore studimit të kalimit të grimcave të rrymës së ngarkuar elektrikisht përmes gazrave të rrallë dhe hapësirës vakum. Ai ishte i angazhuar në studimin e katodës dhe rrezeve X dhe dha një kontribut të madh në studimin e fizikës atomike. Përveç kësaj, Thomson zhvilloi gjithashtu një teori të lëvizjes së elektroneve në fushat magnetike dhe elektrike.
