1897 entdeckte der britische Physiker Joseph John Thomson (1856-1940) das Elektron nach einer Reihe von Experimenten, die darauf abzielten, die Natur einer elektrischen Entladung im Vakuum zu untersuchen. Der berühmte Wissenschaftler interpretierte die Strahlablenkung elektrisch geladener Platten und Magnete als Beweis dafür, dass Elektronen viel kleiner als Atome sind.
Der große Physiker und Naturwissenschaftler hätte Ingenieur werden sollen
Thomson Joseph John, ein großer Wissenschaftler, Physiker und Mentor, sollte Ingenieur werden, wie sein Vater dachte, aber zu diesem Zeitpunkt hatte die Familie nicht die Mittel, um eine Ausbildung zu bezahlen. Stattdessen besuchte der junge Thomson das College in Macester und später in Cambridge. 1884 wurde er auf den prestigeträchtigen Posten eines Professors für Experimentalphysik in Cambridge berufen, obwohl er persönlich nur sehr wenig experimentelle Arbeit leistete. Er entdeckte sein Talent für die Entwicklung von Hardware und die Diagnose damit zusammenhängender Probleme. Thomson Joseph John war ein guter Lehrer, der seine Schüler inspirierte und gabdem umfassenden Problem der Entwicklung der Lehrwissenschaft an Universität und Gymnasium große Aufmerksamkeit.
Nobelpreisträger
Thomson erhielt viele verschiedene Auszeichnungen, darunter 1906 den Nobelpreis für Physik. Er freute sich auch sehr darüber, dass einige seiner Mitarbeiter ihre Nobelpreise erhielten, darunter Rutherford in Chemie im Jahr 1908. Eine Reihe von Wissenschaftlern wie William Prout und Norman Lockyer haben vorgeschlagen, dass Atome nicht die kleinsten Teilchen im Universum sind und dass sie aus grundlegenderen Einheiten aufgebaut sind.
Entdeckung des Elektrons (kurz)
Im Jahr 1897 schlug Thompson vor, dass eine der Grundeinheiten 1.000 Mal kleiner als ein Atom ist, dieses subatomare Teilchen wurde als Elektron bekannt. Das hat der Wissenschaftler durch seine Forschungen zu den Eigenschaften von Kathodenstrahlen herausgefunden. Er schätzte die Masse der Kathodenstrahlen, indem er die Wärme maß, die beim Auftreffen der thermischen Übergangsstrahlen erzeugt wurde, und verglich sie mit der magnetischen Ablenkung des Strahls. Seine Experimente zeigen nicht nur, dass Kathodenstrahlen 1000-mal leichter sind als ein Wasserstoffatom, sondern auch, dass ihre Masse unabhängig von der Art des Atoms gleich war. Der Wissenschaftler kam zu dem Schluss, dass die Strahlen aus sehr leichten, negativ geladenen Teilchen bestehen, die das universelle Baumaterial für Atome sind. Er nannte diese Teilchen "Körperchen", aber spätere Wissenschaftler bevorzugten den Namen "Elektronen", der 1891 von George Johnston Stoney vorgeschlagen wurde.
Thompsons Experimente
Durch den Vergleich der Ablenkung von Kathodenstrahlen mit elektrischen und magnetischen Feldern erhielt der Physiker zuverlässigere Messungen der Ladung und Masse des Elektrons. Thomsons Experiment wurde in speziellen Kathodenstrahlröhren durchgeführt. 1904 stellte er die Hypothese auf, dass das Modell des Atoms eine Kugel aus positiver Materie ist, in der die Position der Teilchen durch elektrostatische Kräfte bestimmt wird. Um die im Allgemeinen neutrale Ladung des Atoms zu erklären, schlug Thompson vor, dass die Korpuskeln in einem gleichmäßigen Feld positiver Ladung verteilt seien. Die Entdeckung des Elektrons machte es möglich zu glauben, dass das Atom in noch kleinere Teile zerlegt werden könnte, und war der erste Schritt zur Erstellung eines detaillierten Modells des Atoms.
Discovery-Verlauf
Joseph John Thomson ist weithin als Entdecker des Elektrons bekannt. Den größten Teil seiner Karriere hat der Professor an verschiedenen Aspekten der Stromleitung durch Gase gearbeitet. 1897 (dem Jahr der Entdeckung des Elektrons) bewies er experimentell, dass die sogenannten Kathodenstrahlen tatsächlich negativ geladene Teilchen in Bewegung sind.
Viele interessante Fragen beziehen sich direkt auf den Eröffnungsprozess. Es ist klar, dass die Charakterisierung von Kathodenstrahlen vor Thomson liegt, und mehrere Wissenschaftler haben bereits wichtige Beiträge geleistet. Können wir dann mit Sicherheit sagen, dass Thomson der erste war, der das Elektron entdeckte? Schließlich hat er weder die Vakuumröhre noch die Kathodenstrahlen erfunden. Die Entdeckung des Elektrons ist ein rein kumulativer Prozess. Gutgeschriebener Pionier trägt das Wichtigste beiBeitrag, der alle vor ihm gesammelten Erfahrungen zusammenfasst und systematisiert.
Thomson-Kathodenstrahlröhren
Die große Entdeckung des Elektrons wurde mit speziellen Geräten und unter bestimmten Bedingungen gemacht. Thomson führte eine Reihe von Experimenten mit einer ausgeklügelten Kathodenstrahlröhre durch, die aus zwei Platten besteht, zwischen denen sich Strahlen bewegen sollten. Die langjährige Kontroverse über die Natur der Kathodenstrahlen, die entstehen, wenn ein elektrischer Strom durch ein Gefäß fließt, aus dem die meiste Luft evakuiert wurde, wurde ausgesetzt.
Dieses Gefäß war eine Kathodenstrahlröhre. Mit einer verbesserten Vakuummethode konnte Thomson überzeugend argumentieren, dass diese Strahlen aus Teilchen bestehen, unabhängig von der Art des Gases und der Art des Metalls, das als Leiter verwendet wurde. Thomson kann zu Recht als der Mann bezeichnet werden, der das Atom gesp alten hat.
Wissenschaftlicher Einsiedler? Hier geht es nicht um Thomson
Der herausragende Physiker seiner Zeit war keineswegs ein wissenschaftlicher Einsiedler, wie man oft an brillante Wissenschaftler denkt. Er war der Verw altungsleiter des sehr erfolgreichen Cavendish Laboratory. Dort lernte der Wissenschaftler Rose Elizabeth Paget kennen, die er 1890 heiratete.
Thomson leitete nicht nur eine Reihe von Forschungsprojekten, er finanzierte auch die Renovierung von Laboreinrichtungen mit wenig Unterstützung von der Universität und den Hochschulen. Es war talentiertLehrer. Die Menschen, die er von 1895 bis 1914 um sich scharte, kamen aus der ganzen Welt. Einige von ihnen gewannen unter ihm sieben Nobelpreise.
Während seiner Zusammenarbeit mit Thomson im Cavendish Laboratory im Jahr 1910 führte Ernest Rutherford Forschungsarbeiten durch, die zum modernen Verständnis der inneren Struktur des Atoms führten.
Thomson nahm seinen Unterricht sehr ernst: Er hielt regelmäßig morgens Vorlesungen in Grundschulklassen und unterrichtete nachmittags Doktoranden in Naturwissenschaften. Der Wissenschaftler hielt die Doktrin für den Forscher für nützlich, da sie eine regelmäßige Überarbeitung der Grundideen erfordert und gleichzeitig Raum für die Möglichkeit lässt, etwas Neues zu entdecken, dem zuvor niemand Beachtung geschenkt hatte. Die Geschichte der Entdeckung des Elektrons bestätigt dies eindeutig. Thompson widmete den größten Teil seiner wissenschaftlichen Tätigkeit der Untersuchung des Durchgangs elektrisch geladener Stromteilchen durch verdünnte Gase und den Vakuumraum. Er beschäftigte sich mit der Untersuchung von Kathoden- und Röntgenstrahlen und leistete einen großen Beitrag zum Studium der Atomphysik. Darüber hinaus entwickelte Thomson auch eine Theorie der Elektronenbewegung in magnetischen und elektrischen Feldern.
