Die Debatte um den Entdecker des Elektrons ist bisher nicht abgeebbt. In der Rolle des Entdeckers des Elementarteilchens sehen neben Joseph Thomson einige Wissenschaftshistoriker Hendrik Lorentz und Peter Zeeman, andere – Emil Wiechert, wieder andere – Philip Lenard. Wer ist also der Wissenschaftler, der das Elektron entdeckt hat?
Atom bedeutet unteilbar
Der Begriff „Atom“wurde von Philosophen eingeführt. Der antike griechische Denker Leukippus im 5. Jahrhundert v. e. dass alles auf der Welt aus winzigen Teilchen besteht. Sein Schüler - Demokrit, nannte sie Atome. Atome sind laut dem Philosophen die "Bausteine" des Universums, unteilbar und ewig. Die Eigenschaften von Stoffen hängen von ihrer Form und äußeren Struktur ab: Die Atome von fließendem Wasser sind glatt, die von Metall haben Profilzähne, die dem Körper Härte verleihen.
Der herausragende russische Wissenschaftler M. V. Lomonosov, der Begründer der Atom-Molekular-Theorie, glaubte, dass bei der Zusammensetzung einfacher Substanzen Korpuskeln (Moleküle) aus einer Art von Atomen gebildet werden, komplex - aus verschiedenen Arten.
Autodidaktischer Chemiker John D alton (Manchester) im Jahr 1803, der sich aufexperimentelle Daten und unter Verwendung der Masse von Wasserstoffatomen als herkömmliche Einheit die relativen Atommassen einiger Elemente. Die atomistische Theorie des Engländers war von großer Bedeutung für die Weiterentwicklung von Chemie und Physik.
Wer entdeckte das Elektron?
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatte sich eine Reihe experimenteller Daten angesammelt, die die Komplexität der Struktur des Atoms bewiesen. Dazu gehören das Phänomen des photoelektrischen Effekts (G. Hertz, A. Stoletov 1887), die Entdeckung der Kathoden- (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) und Röntgenstrahlen (V. Roentgen, 1895), Radioaktivität (A Becquerel, 1896).
Wissenschaftler, die mit Kathodenstrahlen arbeiteten, teilten sich in zwei Lager: Einige nahmen die Wellennatur des Phänomens an, andere - Korpuskulare. Konkrete Ergebnisse erzielte der Professor der Higher Normal School (Lille, Frankreich) Jean Baptiste Peren. 1895 zeigte er durch Experimente, dass Kathodenstrahlen ein Strom negativ geladener Teilchen sind. Vielleicht ist Peren der Physiker, der das Elektron entdeckt hat?
Am Rande großer Dinge
Der Physiker und Mathematiker George Stoney (Royal Irish University, Dublin) äußerte 1874 eine Vermutung über die Diskretion von Elektrizität. In welchem Jahr und von wem wurde das Elektron entdeckt? Im Laufe der experimentellen Arbeiten zur Elektrolyse bestimmte D. Stoney den Wert der minimalen elektrischen Ladung (das erh altene Ergebnis (10-20 C) war jedoch 16-mal kleiner als das eigentliche). 1891 nannte ein irischer Wissenschaftler die Einheit der elektrischen Elementarladung "Elektron" (aus dem Altgriechischen"bernstein").
Ein Jahr später formulierte Hendrik Lawrence (Universität Leiden, Niederlande) die wichtigsten Bestimmungen seiner elektronischen Theorie, wonach die Struktur jeder Substanz auf diskreten elektrischen Ladungen beruht. Diese Wissenschaftler gelten nicht als Entdecker des Teilchens, aber ihre theoretische und praktische Forschung wurde zu einer zuverlässigen Grundlage für Thomsons zukünftige Entdeckung.
Unermüdlicher Enthusiast
Auf die Frage, wer und wann das Elektron entdeckt hat, geben Enzyklopädien eine klare und eindeutige Antwort - Joseph John Thomson 1897. Was also ist das Verdienst des englischen Physikers?
Der Vater des zukünftigen Präsidenten der Royal Society of London war Buchhändler und vermittelte seinem Sohn von Kindheit an die Liebe zum gedruckten Wort und das Verlangen nach neuem Wissen. Nach seinem Abschluss am Owens College (seit 1903 - die University of Manchester) und der University of Cambridge im Jahr 1880 trat der junge Mathematiker Joseph Thomson dem Cavendish Laboratory bei. Experimentelle Studien fesselten den jungen Wissenschaftler restlos. Kollegen bemerkten seine Unermüdlichkeit, Entschlossenheit und außerordentliche Begeisterung für die praktische Arbeit.
Im Jahr 1884, im Alter von 28 Jahren, wurde Thomson zum Direktor des Labors ernannt, als Nachfolger von Lord C. Rayleigh. Unter der Leitung von Thomson hat sich das Labor in den nächsten 35 Jahren zu einem der größten Zentren der Weltphysik entwickelt. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin begannen ihre Reise von hier aus.
Liebe zum Detail
Thomson begann seine Arbeit zum Studium der Kathodenstrahlen mit der Überprüfung von Experimentenseine Vorgänger. Für viele Experimente wurden spezielle Geräte nach den persönlichen Zeichnungen des Laborleiters angefertigt. Nachdem Thomson eine qualitative Bestätigung der Experimente erh alten hatte, dachte er nicht daran, damit aufzuhören. Seine Hauptaufgabe sah er in der genauen quantitativen Bestimmung der Natur der Strahlen und ihrer Bestandteile.
Die für die folgenden Versuche konzipierte neue Röhre enthielt neben der üblichen Kathode auch Beschleunigungselektroden (in Form von Platten und Ringen) mit ablenkender Spannung. Der Teilchenstrom wurde auf einen Schirm gelenkt, der mit einer dünnen Materieschicht bedeckt war, die beim Auftreffen der Teilchen leuchtete. Der Fluss sollte durch die kombinierte Wirkung elektrischer und magnetischer Felder gesteuert werden.
Teile eines Atoms
Es ist schwer, ein Pionier zu sein. Noch schwieriger ist es, Überzeugungen zu verteidigen, die den seit Jahrtausenden etablierten Vorstellungen zuwiderlaufen. Der Glaube an sich selbst und an Ihr Team hat Thomson zu der Person gemacht, die das Elektron entdeckt hat.
Experience gab erstaunliche Ergebnisse. Es stellte sich heraus, dass die Masse der Partikel zweitausendmal geringer war als die von Wasserstoffionen. Das Verhältnis der Ladung eines Teilchens zu seiner Masse hängt nicht von der Strömungsgeschwindigkeit, den Eigenschaften des Kathodenmaterials oder der Art des gasförmigen Mediums ab, in dem die Entladung stattfindet. Es wurde eine Schlussfolgerung vorgeschlagen, die allen Grundlagen widersprach: Korpuskeln sind universelle Materieteilchen in der Zusammensetzung eines Atoms. Immer wieder überprüfte Thomson gewissenhaft und sorgfältig die Ergebnisse von Experimenten und Berechnungen. Als kein Zweifel mehr bestand, wurde der Royal Society of London ein Bericht über die Natur der Kathodenstrahlen vorgelegt. Im Frühjahr 1897 wurde das Atomhörte auf, unteilbar zu sein. 1906 erhielt Joseph Thomson den Nobelpreis für Physik.
Unbekannter Johann Wiechert
In Fachkreisen von Geologen und Geographen ist der Name Johann Emil Wiechert, Professor für Geophysik in Köningsbör und dann Universität Göttingen, Forscher der Seismographie unseres Planeten, besser bekannt. Aber auch Physikern ist er ein Begriff. Dies ist die einzige Person, die die offizielle Wissenschaft zusammen mit Thomson als Entdecker des Elektrons anerkennt. Und um ganz genau zu sein, die Arbeit, die Wiecherts Experimente und Berechnungen beschreibt, wurde im Januar 1897 veröffentlicht - vier Monate früher als der Bericht des Engländers. Wer das Elektron entdeckt hat, ist historisch schon entschieden, aber Tatsache bleibt.
Zur Information: Thomson hat den Begriff "Elektron" in keinem seiner Werke verwendet. Er benutzte den Namen "Körperchen".
Wer entdeckte das Proton, Neutron und Elektron?
Nach der Entdeckung des ersten Elementarteilchens begannen Vermutungen über die mögliche Struktur des Atoms angestellt zu werden. Eines der ersten Modelle wurde von Thomson selbst vorgeschlagen. Ein Atom, sagt er, ist wie ein Stück Rosinenpudding: Negative Teilchen sind in einen positiv geladenen Körper eingebettet.
Ernest Rutherford (Neuseeland, Großbritannien) schlug 1911 vor, dass das Modell des Atoms eine planetare Struktur hat. Zwei Jahre später stellte er eine Hypothese über die Existenz eines positiv geladenen Teilchens im Atomkern auf und nannte es, nachdem er es experimentell erh alten hatte, ein Proton. Er sagte auch das Vorhandensein eines neutralen Teilchens mit der Masse eines Protons im Kern voraus (das Neutron wurde 1932 vom englischen Wissenschaftler J. Chadwick entdeckt). 1918 übergab Joseph Thomson die Leitung des Labors an Ernest Rutherford.
Muss man sagen, dass die Entdeckung des Elektrons uns erlaubte, einen neuen Blick auf die elektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften der Materie zu werfen? Es ist schwierig, die Rolle von Thomson und seinen Anhängern bei der Entwicklung der Atom- und Kernphysik zu überschätzen.
