|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
BIOGRAFIE WIELKICH NAUKOWCÓW
Thomsona Josepha Johna. Biografia naukowca
Katalog / Biografie wielkich naukowców
Angielski fizyk Joseph Thomson wszedł do historii nauki jako człowiek, który odkrył elektron. Kiedyś powiedział: „Odkrycia wynikają z ostrości i mocy obserwacji, intuicji, niezachwianego entuzjazmu aż do ostatecznego rozwiązania wszystkich sprzeczności, które towarzyszą pionierskiej pracy”. Joseph John Thomson urodził się 18 grudnia 1856 w Manchesterze. Tu w Manchesterze ukończył Owens College, a w latach 1876-1880 studiował na Uniwersytecie Cambridge w słynnym Trinity College (Trinity College). W styczniu 1880 Thomson pomyślnie zdał maturę i rozpoczął pracę w Cavendish Laboratory. Jego pierwszy artykuł, opublikowany w 1880 roku, był poświęcony elektromagnetycznej teorii światła. W następnym roku ukazały się dwa artykuły, z których jeden położył podwaliny pod elektromagnetyczną teorię masy. Artykuł nosił tytuł „O efektach elektrycznych i magnetycznych wytwarzanych przez ruch naelektryzowanych ciał”. Ten artykuł wyraża ideę, że „eter na zewnątrz naładowanego ciała jest nośnikiem całej masy, pędu i energii”. Wraz ze wzrostem prędkości zmienia się charakter pola, dzięki czemu cała ta masa „pola” wzrasta, pozostając cały czas proporcjonalna do energii. Thomson miał obsesję na punkcie fizyki eksperymentalnej w najlepszym tego słowa znaczeniu. Niestrudzony w pracy był tak przyzwyczajony do samodzielnego osiągania celu, że złe języki mówiły o jego całkowitym lekceważeniu władz. Mówiono, że wolał samodzielnie przemyśleć wszelkie nieznane mu pytania o charakterze naukowym, niż sięgać do książek i gotowych teorii. Jest to jednak wyraźna przesada... Osiągnięcia naukowe Thomsona zostały wysoko ocenione przez Rayleigha, dyrektora laboratorium Cavendish. Odchodząc w 1884 roku jako dyrektor, nie wahał się polecić Thomsona jako swojego następcy. Dla samego Józefa jego nominacja była niespodzianką. Wiadomo, że gdy o tej nominacji dowiedział się jeden z amerykańskich fizyków, który był stażystą w Cavendish Laboratory, od razu spakował swoje rzeczy. "Nie ma sensu pracować pod okiem profesora, który jest tylko dwa lata starszy od ciebie..." - powiedział, płynąc do domu. Cóż, miał przed sobą mnóstwo czasu, by żałować swojego pośpiechu. Stary dyrektor laboratorium miał dobre powody do takiego wyboru. Wszyscy, którzy blisko znali Thomsona, jednogłośnie zauważyli jego niezawodną życzliwość i przyjemny sposób komunikacji w połączeniu z zasadami. Później studenci przypomnieli, że ich przełożony lubił powtarzać słowa Maxwella, że nigdy nie należy odwodzić osoby od wykonania wymyślonego przez niego eksperymentu. Nawet jeśli nie znajdzie tego, czego szuka, może odkryć coś innego i skorzystać więcej niż z tysiąca dyskusji. W tej osobie współistniały więc różne właściwości, takie jak niezależność od własnych osądów i głęboki szacunek dla opinii studenta, pracownika czy kolegi. I być może to właśnie te cechy zapewniły mu sukces jako szefa Cavendish. Thomson trafił na nowe stanowisko z opublikowanymi pracami, przekonaniem o jedności świata materialnego i wieloma planami na przyszłość. A jego wczesne sukcesy przyczyniły się do wiarygodności Laboratorium Cavendisha. Wkrótce zebrała się tu grupa młodych ludzi z różnych krajów. Wszyscy jednakowo płonęli entuzjazmem i byli gotowi na każdą ofiarę w imię nauki. Powstała szkoła, prawdziwy zespół naukowy ludzi zjednoczonych wspólnym celem i metodami, ze światowym autorytetem na czele. Od 1884 do 1919, kiedy to Rutherford zastąpił go na stanowisku dyrektora laboratorium, Thomson kierował laboratorium Cavendish. W tym czasie stał się głównym ośrodkiem światowej fizyki, międzynarodową szkołą fizyków. Rutherford, Bohr, Langevin i wielu innych, w tym rosyjscy naukowcy, rozpoczęli tu swoją naukową podróż. Kończąc księgę swoich wspomnień pod koniec życia, Thomson wymienia wśród swoich byłych doktorantów 27 członków Royal Society, 80 profesorów, z powodzeniem pracujących w trzynastu krajach. Rezultat jest naprawdę genialny. Program badawczy Thomsona był szeroki: pytania dotyczące przepływu prądu elektrycznego przez gazy, elektroniczna teoria metali, badanie natury różnych rodzajów promieni ... Podejmując badanie promieni katodowych, Thomson postanowił przede wszystkim sprawdzić, czy jego poprzednicy, którzy uzyskali ugięcie promieni za pomocą pól elektrycznych, przeprowadzili eksperymenty z wystarczającą starannością. Wymyśla powtórny eksperyment, projektuje do niego specjalny sprzęt, sam monitoruje dokładność wykonania zamówienia, a oczekiwany wynik jest oczywisty. W rurze zaprojektowanej przez Thomsona promienie katodowe posłusznie przyciągały się do dodatnio naładowanej płyty i wyraźnie odpychały od ujemnej, to znaczy zachowywały się jak strumień szybko poruszających się maleńkich cząstek naładowanych ujemną elektrycznością. Doskonały wynik! Mógł oczywiście położyć kres wszelkim kwestiom dotyczącym natury promieni katodowych, ale Thomson nie uważał swoich badań za zakończone. Ustaliwszy jakościowo naturę promieni, chciał podać dokładną definicję ilościową tworzących je ciałek. Zainspirowany pierwszym sukcesem zaprojektował nową lampę: katodę, elektrody przyspieszające w postaci pierścieni i płytek, na które można było przyłożyć napięcie odchylające. Na ścianie przeciwległej do katody nałożył cienką warstwę substancji zdolnej do jarzenia się pod wpływem padających cząstek. Okazało się, że jest przodkiem lamp elektronopromieniowych, tak dobrze nam znanych w dobie telewizorów i radarów. Celem eksperymentu Thomsona było odchylenie wiązki ciałek za pomocą pola elektrycznego i skompensowanie tego odchylenia za pomocą pola magnetycznego. Wnioski, do jakich doszedł w wyniku eksperymentu, były zdumiewające. Najpierw okazało się, że cząstki lecą w tubie z ogromnymi prędkościami zbliżonymi do prędkości światła. Po drugie, ładunek elektryczny na jednostkę masy ciałek był fantastycznie duży. Jakie to były cząstki: nieznane atomy niosące ogromne ładunki elektryczne, czy maleńkie cząstki o znikomej masie, ale o mniejszym ładunku? Ponadto odkrył, że stosunek ładunku właściwego do masy jednostkowej jest wartością stałą, niezależną od prędkości cząstek, materiału katody lub rodzaju gazu, w którym następuje wyładowanie. Taka niezależność była niepokojąca. Wydaje się, że ciałka były swego rodzaju uniwersalnymi cząsteczkami materii, częściami składowymi atomów... Na samą myśl o tym badacz ubiegłego stulecia powinien czuć się nieswojo. W końcu samo słowo „atom” oznaczało „niepodzielny”. Przez tysiące lat, które minęły od czasów Demokryta, atomy były symbolami granicy podzielności, symbolami dyskrecji materii. I nagle… Nagle okazuje się, że mają też podzespoły? Zgadzam się, że było coś, co mogłoby się zdezorientować. To prawda, że groza świętokradztwa mieszała się w dużej mierze z radością oczekiwania na wielkie odkrycie... Thomson zabrał się do pracy. Przede wszystkim trzeba było określić parametry tajemniczych ciałek, a potem być może uda się zdecydować, czym one są. Cienkie pismo naukowca pokrywa arkusze papieru z niekończącymi się liczbami. I oto one, pierwsze wyniki obliczeń: nie ulega wątpliwości, że nieznane cząstki to nic innego jak najmniejsze ładunki elektryczne, niepodzielne atomy elektryczności lub elektrony. Były znane teoretycznie, a nawet otrzymały nazwę, ale dopiero jemu udało się odkryć i tym samym ostatecznie potwierdzić eksperymentalnie ich istnienie. I zrobił to - uparty angielski fizyk eksperymentalny profesor Joseph John Thomson, którego jego uczniowie i koledzy za jego plecami nazywali po prostu GJ. 29 kwietnia 1897 r. w sali, w której od ponad dwustu lat odbywały się spotkania Royal Society of London, zaplanowano jego raport. Większość obecnych dobrze zna historię tego problemu. Wielu z nich próbowało rozwiązać problemy natury promieni katodowych. Nazwisko prelegenta zapowiadało ciekawą wiadomość. A oto Thomson na podium. Jest wysoki, chudy i nosi okulary w metalowych oprawkach. Mówi pewnie i głośno. Asystenci mówcy natychmiast, na oczach obecnych, przygotowują eksperyment demonstracyjny. Rzeczywiście, wydarzyło się wszystko, o czym mówił wysoki dżentelmen w okularach. Promienie katodowe w rurze posłusznie odchylały się i przyciągały pola magnetyczne i elektryczne. Co więcej, były one odchylane i przyciągane dokładnie tak, jak powinny, jeśli założymy, że składały się z najmniejszych ujemnie naładowanych cząstek... Słuchacze byli zachwyceni. Wielokrotnie przerywali relację brawami. Finał przeszedł wszelkie oczekiwania. Być może ta starożytna sala nigdy nie widziała takiego triumfu. Szanowni członkowie Towarzystwa Królewskiego zerwali się ze swoich miejsc, pospieszyli do stołu demonstracyjnego, tłoczyli się, machając rękami i krzycząc ... Radość obecnych wcale nie była spowodowana faktem, że kolega J.J. Thomson tak przekonująco ujawnił prawdziwą naturę promieni katodowych. Sprawa była znacznie poważniejsza. Atomy, pierwsze cegiełki materii, przestały być elementarnymi okrągłymi ziarnami, nieprzepuszczalnymi i niepodzielnymi cząsteczkami bez żadnej wewnętrznej struktury... Skoro mogły z nich wylecieć ujemnie naładowane cząstki, to atomy musiały być jakimś złożonym układem składającym się z czegoś naładowana elektryczność dodatnia i z cząstek naładowanych ujemnie - elektrony. Nazwa „elektron”, kiedyś zaproponowana przez Stoneya dla oznaczenia wielkości najmniejszego ładunku elektrycznego, stała się nazwą niepodzielnego „atomu elektryczności”. Teraz widoczne stały się najbardziej niezbędne kierunki przyszłych poszukiwań. Przede wszystkim oczywiście konieczne było dokładne określenie ładunku i masy jednego elektronu, co pozwoliłoby wyjaśnić masy atomów wszystkich pierwiastków, obliczyć masy cząsteczek, podać zalecenia dotyczące prawidłowego przygotowania reakcji ... Cóż mogę powiedzieć, wiedza o dokładnej wartości ładunku elektronu była niezbędna jak powietrze, dlatego wielu fizyków natychmiast podjęło eksperymenty, aby ją określić. W 1904 Thomson opublikował swój nowy model atomu. Była to również kula jednolicie naładowana dodatnią elektrycznością, wewnątrz której obracały się ujemnie naładowane cząstki, których liczba i rozmieszczenie zależało od natury atomu. Naukowiec nie rozwiązał ogólnego problemu stabilnego rozmieszczenia ciałek wewnątrz kuli i zdecydował się na konkretny przypadek, gdy korpuskuły leżą w tej samej płaszczyźnie przechodzącej przez środek kuli. W każdym pierścieniu ciałka wykonywały dość złożone ruchy, co autor hipotezy powiązał z widmami. A rozkład ciałek wzdłuż pierścieni powłoki odpowiadał pionowym kolumnom układu okresowego. Mówią, że kiedyś dziennikarze poprosili GJ o jasne wyjaśnienie, w jaki sposób sugeruje strukturę „swojego atomu”. „Och, to bardzo proste” – odpowiedział spokojnie profesor – „najprawdopodobniej to coś w rodzaju budyniu z rodzynkami… W ten sposób do historii nauki wszedł atom Thomsona – dodatnio naładowany „budyń” nadziewany ujemnymi „rodzynkami” – elektronami. Sam Thomson doskonale zdawał sobie sprawę ze złożoności struktury „puddingu z rodzynkami”. Naukowiec był bardzo bliski konkluzji, że charakter rozkładu elektronów w atomie determinuje jego miejsce w układzie okresowym pierwiastków, ale tylko się zbliżył. Ostateczny wniosek miał dopiero nadejść. Duża część zaproponowanego przez niego modelu była wciąż niewytłumaczalna. Nikt na przykład nie rozumiał, jaka jest dodatnio naładowana masa atomu i ile elektronów powinno zawierać się w atomach różnych pierwiastków. Thomson uczył fizyków kontrolowania elektronów i to jest jego główna zaleta. Rozwój metody Thomsona stanowi podstawę optyki elektronowej, lamp próżniowych i nowoczesnych akceleratorów cząstek. Thomson otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1906 za badania nad przechodzeniem elektryczności przez gazy. Thomson opracował również metody badania dodatnio naładowanych cząstek. Jego monografia Rays of Positive Electricity, opublikowana w 1913 roku, zapoczątkowała spektroskopię mas. Rozwijając technikę Thomsona, jego uczeń Aston zbudował pierwszy spektrometr mas i opracował metodę analizy i rozdzielania izotopów. W laboratorium Thomsona pierwsze pomiary ładunku elementarnego rozpoczęły się od obserwacji ruchu naładowanego obłoku w polu elektrycznym. Ta metoda została dodatkowo udoskonalona przez Millikana i doprowadziła do jego klasycznych pomiarów ładunku elektronu. Słynna komora chmurowa, zbudowana przez ucznia i współpracownika Thomsona Wilsona w 1911 roku, rozpoczęła swoje życie w laboratorium Cavendisha. Tak więc rola Thomsona i jego uczniów w tworzeniu i rozwoju fizyki atomowej i jądrowej jest bardzo duża. Ale Thomson do końca życia pozostał zwolennikiem eteru, wypracował modele ruchu w eterze, czego rezultatem, jego zdaniem, były obserwowane zjawiska. W ten sposób zinterpretował ugięcie wiązki katodowej w polu magnetycznym jako precesję żyroskopu, nadając połączeniu pola elektrycznego i magnetycznego moment obrotowy. Thomson zmarła 30 sierpnia 1940 r., w trudnym dla Anglii czasie, gdy zawisła nad nią groźba inwazji nazistów. Autor: Samin D.K.
▪ Rentgena Wilhelma. Biografia
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Soundbar Yamaha SR-C30A z kompaktowym bezprzewodowym subwooferem ▪ Piorun kulisty – może to tylko złudzenie ▪ Bombka bożonarodzeniowa z prawdziwym pokoleniem śniegu ▪ Znaleziono przyczynę epoki lodowcowej
▪ sekcja witryny Ochrona sprzętu elektrycznego. Wybór artykułu ▪ artykuł Sąd Shemyakin. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Dlaczego piłki golfowe mają dziury? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Praca na frezarce. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Sygnalizator cofania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony