biografija josepha john thomsona. Nobelov nagrajenec

Joseph Thomson (1856-1940).

Angleški fizik Joseph Thomson se je vpisal v zgodovino znanosti kot človek, ki je odkril elektron. Nekoč je dejal: "Odkritja so posledica ostrine in moči opazovanja, intuicije, neomajne zagnanosti do končne razrešitve vseh protislovij, ki spremljajo pionirsko delo."

Joseph John Thomson se je rodil 18. decembra 1856 v Manchestru. Tu, v Manchestru, je diplomiral na Owens College, v letih 1876-1880 pa je študiral na Univerzi v Cambridgeu na znamenitem Trinity College (Trinity College). Januarja 1880 je Thomson uspešno opravil zaključne izpite in začel delati v laboratoriju Cavendish.

Njegov prvi članek, objavljen leta 1880, je bil posvečen elektromagnetni teoriji svetlobe. Naslednje leto sta se pojavila dva članka, od katerih je eden postavil temelje za elektromagnetno teorijo mase. Članek je bil naslovljen "O električnih in magnetnih učinkih, ki jih povzroča gibanje naelektrenih teles". Ta članek izraža idejo, da je "eter zunaj nabitega telesa nosilec vse mase, gibalne količine in energije." Z naraščajočo hitrostjo se spreminja narava polja, zaradi česar se vsa ta "poljska" masa povečuje in ostaja ves čas sorazmerna z energijo.

Thomson je bil obseden z eksperimentalno fiziko v najboljšem pomenu besede. Neumoren pri delu je bil tako navajen sam dosegati cilj, da so zlobni jeziki govorili o njegovem popolnem nespoštovanju avtoritet. Rečeno je bilo, da je raje samostojno razmišljal o kakršnih koli vprašanjih znanstvene narave, ki mu niso bila znana, namesto da bi se obrnil na knjige in že pripravljene teorije. Vendar je to očitno pretiravanje ...

Thomsonove znanstvene dosežke je zelo cenil Rayleigh, direktor laboratorija Cavendish. Ko je leta 1884 zapustil mesto direktorja, je brez oklevanja priporočil Thomsona za svojega naslednika. Za samega Josepha je bilo njegovo imenovanje presenečenje.

Znano je, da je eden od ameriških fizikov, ki je bil pripravnik v laboratoriju Cavendish, izvedel za to imenovanje, takoj spakiral svoje stvari. "Nima smisla delati pod vodstvom profesorja, ki je samo dve leti starejši od tebe ..." je rekel, ko je odplul domov. No, pred seboj je imel dovolj časa, da je obžaloval svojo naglico.

Stari direktor laboratorija je imel za tako izbiro dobre razloge. Vsi, ki so Thomsona poznali od blizu, so soglasno opazili njegovo nespremenljivo dobrohotnost in prijeten način komunikacije, združen z načeli. Kasneje so se študenti spominjali, da je njihov mentor rad ponavljal Maxwellove besede, da človeka nikoli ne smemo odvrniti od poskusa, ki si ga je zamislil. Tudi če ne najde, kar išče, lahko odkrije kaj drugega in ima več koristi od tisoč razprav.

V tej osebi so torej sobivale različne lastnosti, kot sta neodvisnost lastne presoje in globoko spoštovanje mnenja študenta, zaposlenega ali sodelavca. In morda so prav te lastnosti zagotovile njegov uspeh kot vodja Cavendisha.

Thomson je na novo delovno mesto prišel z objavljenimi deli, prepričanjem o enotnosti materialnega sveta in številnimi načrti za prihodnost. In njegovi zgodnji uspehi so prispevali k verodostojnosti laboratorija Cavendish. Kmalu se je tu zbrala skupina mladih iz različnih držav. Vsi so enako goreli od navdušenja in bili v dobro znanosti pripravljeni na vse žrtve. Oblikovala se je šola, prava znanstvena ekipa ljudi, združenih s skupnim ciljem in metodami, s svetovno avtoriteto na čelu.

Od leta 1884 do 1919, ko ga je Rutherford nasledil kot direktor laboratorija, je Thomson vodil laboratorij Cavendish. V tem času je postalo glavno središče svetovne fizike, mednarodna šola fizikov. Rutherford, Bohr, Langevin in mnogi drugi, vključno z ruskimi znanstveniki, so tukaj začeli svojo znanstveno pot.

Thomson, ko ob koncu življenja zaključuje knjigo svojih spominov, med svojimi nekdanjimi doktorskimi študenti našteva 27 članov Kraljeve družbe, 80 profesorjev, ki uspešno delujejo v trinajstih državah. Rezultat je res sijajen.

Thomsonov raziskovalni program je bil širok: vprašanja prehoda električnega toka skozi pline, elektronska teorija kovin, preučevanje narave različnih vrst žarkov ...

Ko se je Thomson lotil študija katodnih žarkov, se je najprej odločil preveriti, ali so njegovi predhodniki, ki so dosegli odklon žarkov z električnimi polji, opravili poskuse dovolj skrbno. Zasnuje ponovni poskus, zanj oblikuje posebno opremo, sam spremlja natančnost izvedbe naročila in pričakovani rezultat je očiten. V elektronki, ki jo je zasnoval Thomson, so katodni žarki ubogljivo privlačili pozitivno nabito ploščo in očitno odbijali negativno, se pravi, obnašali so se, kot naj bi se tok hitro premikajočih se drobnih telesc, nabitih z negativno elektriko. Odličen rezultat! Seveda bi lahko končal vse spore o naravi katodnih žarkov, vendar Thomson svoje raziskave ni štel za zaključeno. Ko je kvalitativno določil naravo žarkov, je želel dati natančno kvantitativno definicijo korpuskul, ki jih sestavljajo.

Navdahnjen s prvim uspehom je zasnoval novo cev: katodo, pospeševalne elektrode v obliki obročev in plošč, na katere je bilo mogoče pripeljati odklonsko napetost. Na steno nasproti katode je nanesel tanko plast snovi, ki je sposobna žareti ob udarcih vpadlih delcev. Izkazalo se je, da je prednik katodnih cevi, ki smo jih tako poznali v dobi televizorjev in radarjev.

Namen Thomsonovega poskusa je bil odkloniti kup korpuskul z električnim poljem in kompenzirati ta odklon z magnetnim poljem. Sklepi, do katerih je prišel kot rezultat eksperimenta, so bili neverjetni. Najprej se je izkazalo, da delci v cevi letijo z ogromnimi hitrostmi blizu svetlobne hitrosti. In drugič, električni naboj na enoto mase korpuskul je bil fantastično velik. Kakšni delci so bili to: neznani atomi z velikimi električnimi naboji ali drobni delci z zanemarljivo maso, vendar z manjšim nabojem?

Nadalje je odkril, da je razmerje med specifičnim nabojem in enoto mase stalna vrednost, neodvisna od hitrosti delcev ali materiala katode ali narave plina, v katerem pride do razelektritve. Takšna neodvisnost je bila zaskrbljujoča. Zdi se, da so bile korpuskule nekakšni univerzalni delci snovi, sestavni deli atomov ...

Že ob sami misli na to bi raziskovalcu prejšnjega stoletja moralo postati neprijetno. Navsezadnje je sama beseda "atom" pomenila "nedeljiv". Tisočletja, ki so minila od Demokritovih časov, so bili atomi simboli meje deljivosti, simboli diskretnosti materije. In nenadoma ... Nenadoma se izkaže, da imajo tudi komponente?

Strinjam se, da je bilo nekaj zmedenega. Res je, da je bila groza svetoskrunstva v veliki meri pomešana z veseljem pričakovanja velikega odkritja ...

Thomson se je lotil dela. Najprej je bilo treba določiti parametre skrivnostnih telesc, nato pa bi se morda lahko odločili, kaj so.

Tanka pisava znanstvenika pokriva liste papirja z neskončnimi številkami. In tukaj so, prvi rezultati izračunov: ni dvoma, neznani delci niso nič drugega kot najmanjši električni naboji, nedeljivi atomi elektrike ali elektroni. Teoretično so bili poznani in so celo dobili ime, vendar je le njemu uspelo odkriti in s tem dokončno eksperimentalno potrditi njihov obstoj.

In uspelo mu je – trmastemu angleškemu eksperimentalnemu fiziku profesorju Josephu Johnu Thomsonu, ki so ga študenti in kolegi za hrbtom klicali preprosto GJ.

29. aprila 1897 je bilo v sobi, kjer so več kot dvesto let potekali sestanki Kraljeve družbe v Londonu, njegovo poročilo. Večina prisotnih dobro pozna zgodovino problematike. Mnogi so sami poskušali rešiti probleme narave katodnih žarkov. Govornikovo ime je obetalo zanimivo sporočilo.

In tukaj je Thomson na stopničkah. Je visok, suh in nosi očala s kovinskimi okvirji. Govori samozavestno in glasno. Govorčevi pomočniki takoj, pred očmi prisotnih, pripravijo demonstracijski poskus. Res se je zgodilo vse, o čemer je govoril visoki gospod z očali. Katodni žarki v cevi so ubogljivo odbijali in privlačili magnetna in električna polja. Poleg tega so bili odklonjeni in pritegnjeni točno tako, kot bi morali, če predpostavimo, da so sestavljeni iz najmanjših negativno nabitih delcev ...

Poslušalci so bili navdušeni. Večkrat so poročanje prekinili z aplavzom. Finale je presegel vsa pričakovanja. Ta starodavna dvorana morda še nikoli ni videla takšnega zmagoslavja. Častni člani Kraljeve družbe so poskočili s svojih sedežev, pohiteli k demonstracijski mizi, se zgnetli, mahali z rokami in vzklikali ...

Navdušenje prisotnih sploh ni bilo posledica dejstva, da je kolega J. J. Thomson tako prepričljivo razkril pravo naravo katodnih žarkov. Zadeva je bila veliko bolj resna. Atomi, prvi gradniki snovi, niso več elementarna okrogla zrnca, neprebojni in nedeljivi delci brez kakršne koli notranje zgradbe ... Če so negativno nabite celice lahko letele iz njih, potem so morali biti atomi nekakšen zapleten sistem, sestavljen iz nečesa. nabito pozitivno elektriko in iz negativno nabitih korpuskul – elektronov.

Ime "elektron", ki ga je Stoney nekoč predlagal za označevanje velikosti najmanjšega električnega naboja, je postalo ime nedeljivega "atoma elektrike".

Zdaj so postale vidne najnujnejše smeri prihodnjih iskanj. Najprej je bilo seveda treba natančno določiti naboj in maso enega elektrona, kar bi omogočilo razjasnitev mase atomov vseh elementov, izračunavanje mase molekul, dajanje priporočil za pravilno pripravo reakcij. ... Kaj naj rečem, poznavanje natančne vrednosti naboja elektrona je bilo potrebno kot zrak, zato so se mnogi fiziki takoj lotili poskusov, da bi ga določili.

Leta 1904 je Thomson objavil svoj novi model atoma. Bila je tudi krogla, enakomerno nabita s pozitivno elektriko, znotraj katere so se vrtele negativno nabite korpuskule, katerih število in razporeditev sta bila odvisna od narave atoma. Znanstveniku ni uspelo rešiti splošnega problema stabilne razporeditve korpusk znotraj krogle in se je osredotočil na poseben primer, ko korpuskule ležijo v isti ravnini, ki poteka skozi središče krogle. V vsakem obroču so korpuskule naredile precej zapletene gibe, ki jih je avtor hipoteze povezal s spektri. In porazdelitev korpuskul vzdolž lupinskih obročev je ustrezala navpičnim stolpcem periodnega sistema.

Pravijo, da so novinarji nekoč prosili GJ, naj jasno pojasni, kako predlaga strukturo "svojega atoma".

Oh, zelo preprosto je, - je mirno odgovoril profesor, - najverjetneje je to nekaj podobnega pudingu z rozinami ...

Tako se je Thomsonov atom vpisal v zgodovino znanosti - pozitivno nabit "puding", polnjen z negativnimi "rozinami" - elektroni.

Sam Thomson se je dobro zavedal kompleksnosti strukture "pudinga z rozinami". Znanstvenik se je zelo približal zaključku, da narava porazdelitve elektronov v atomu določa njegovo mesto v periodnem sistemu elementov, vendar se je le približal. Končni zaključek je šele sledil. Velik del modela, ki ga je predlagal, je bil še vedno nerazložljiv. Nihče na primer ni razumel, kakšna je pozitivno nabita masa atoma in koliko elektronov naj bi vsebovali atomi različnih elementov.

Thomson je fizike naučil nadzorovati elektrone in to je njegova glavna zasluga. Razvoj Thomsonove metode je osnova elektronske optike, vakuumskih cevi in ​​sodobnih pospeševalnikov delcev. Thomson je leta 1906 prejel Nobelovo nagrado za fiziko za študij prehajanja elektrike skozi pline.

Thomson je razvil tudi metode za proučevanje pozitivno nabitih delcev. Njegova monografija Rays of Positive Electricity, objavljena leta 1913, je pomenila začetek masne spektroskopije. Z razvojem Thomsonove tehnike je njegov učenec Aston zgradil prvi masni spektrometer in razvil metodo za analizo in ločevanje izotopov. V Thomsonovem laboratoriju so prve meritve elementarnega naboja začele z opazovanjem gibanja naelektrenega oblaka v električnem polju. To metodo je Millikan še izboljšal in privedla do njegovih zdaj klasičnih meritev naboja elektronov.

Slavna oblačna komora, ki jo je zgradil Thomsonov študent in sodelavec Wilson leta 1911, je začela svoje življenje v laboratoriju Cavendish.

Tako je vloga Thomsona in njegovih učencev pri oblikovanju in razvoju atomske in jedrske fizike zelo velika. Toda Thomson je do konca svojega življenja ostal zagovornik etra, razvil je modele gibanja v etru, rezultat katerih so bili po njegovem mnenju opazovani pojavi. Tako je odklon katodnega žarka v magnetnem polju interpretiral kot precesijo žiroskopa, ki je kombinaciji električnega in magnetnega polja podelil rotacijski moment.

Thomsonova je umrla 30. avgusta 1940 v težkem času za Anglijo, ko je nad njo visela grožnja invazije nacistov.

Rojen 18. decembra 1856 v mestu Cheetham blizu Manchestra v Veliki Britaniji
Umrl 30. avgusta 1940, Cambridge, Združeno kraljestvo
Nobelova nagrada za fiziko leta 1906.
Besedilo Nobelovega odbora: "V priznanje ogromnega prispevka k teoretičnim in eksperimentalnim študijam prevodnosti plinov."

Naš trenutni lik se zdi nenavaden tudi na ozadju "navadnega" nobelovca. No, začnimo s tem, da je sedem njegovih »znanstvenih sinov« postalo tudi Nobelovih nagrajencev (dočakal je do pet nagrad). Tako kot številni njegovi "znanstveni vnuki" (pisali smo o najbolj znanem "znanstvenem sinu" in enem od vnukov,). Postal je Nobelov nagrajenec in njegov lastni sin, in o istem osnovnem delcu, ki ga je odkril naš junak. Ste uganili? No, seveda ... Spoznajte JJ.

In to ni psevdonim nekega raperja, tukaj je dobra stara Anglija. "JJ" je lastno ime, čeprav okrajšava za "Sir Joseph John Thomson". Vendar pa Thomson po rodu ni bil plemič, kot je bil njegov najslavnejši študent Rutherford. Rodil se je kot sin knjigarnarja, tudi JJ (Joseph James) Thomson in Emme Swindales. Oče je želel, da bi njegov sin dobil dobro izobrazbo in postal inženir, zato je JJ Jr. pri 14 letih odšel na kolidž Owens, danes znan kot Univerza v Manchestru.

Dve leti pozneje Thomsona starejšega ni bilo več. Denarja ni bilo, pomagala pa je mati in dober učni uspeh, ki je zagotovil štipendijo. Usposabljanje se je nadaljevalo. Owens College je imel odličen tečaj eksperimentalne fizike. Za ukvarjanje s fiziko pa je bilo že takrat potrebno dobro znanje matematike. In Thomson vstopi na Trinity College v Cambridgeu, kjer študira teoretično fiziko in matematiko. Leta 1880, pri 24 letih, je diplomiral in začel delati v laboratoriju Cavendish (v resnici fizikalni oddelek v Cambridgeu).

sodoben pogled na laboratorij Cavendish
Bralce spomnimo, da laboratorij ni dobil imena po imenu slavnega kemika Henryja Cavendisha, temveč po imenu kanclerja Cambridgea Williama Cavendisha (Henry je bil 2. lord Cavendish, William pa 7.), ki je podaril veliko denarja. za njeno gradnjo, čeprav je bil v njej seveda ohranjen spomin na Henryja Cavendisha.

Štiri leta kasneje, leta 1884, ko Thomson še ni imel 28 let in ni imel posebnih znanstvenih dosežkov, razen slave dobrega fizika in matematika z »desnimi rokami«, se zgodi neverjetna stvar. Odstopil je direktor Laboratorija Cavendish John William Strett, 3. baron Rayleigh, prekaljeno človeško bitje, ki bo kasneje (leta 1904) prejel Nobelovo nagrado za odkritje argona in pustil svoj naslov v zgodovini znanosti po Rayleighu. sipanja in Rayleighovih valov. Pred Strettom je mesto direktorja zasedel sam James Clerk Maxwell (mimogrede, ki je veliko časa posvetil analizi in objavi znanstvenega arhiva Henryja Cavendisha).

John William Strett

In potem je Thomson imenovan na to pomembno mesto. Čudovito! Pišejo, da je neki ameriški fizik, ki je bil pripravnik v laboratoriju, ko je izvedel za novega profesorja Cavendisha, pobegnil v domovino z besedami: »Nesmiselno je delati pod nadzorom profesorja, ki je samo dve leti starejši od vas. «, en cambriški pedagog-mentor pa se je oglasil bolj ostro: »... na univerzi pridejo kritični časi, če profesorji postanejo samo fantje! V tem primeru se je odločil upokojeni Strett sam. Morda zato, ker je bila ob odsotnosti dosedanjih, kot pravijo, »prelomnih« rezultatov Thomsonova nadarjenost vendarle očitna? Nič čudnega, da je bilo njegovo prvo tiskano znanstveno delo objavljeno v Proceedings of the Royal Society of London, ko je bil star komaj 19 let. Vsekakor se Strett ni zmotil – Thomson je več kot tretjino stoletja vrhunsko vodil laboratorij, tako kot njegov predhodnik je prejel Nobelovo nagrado in opravil svoje delovno mesto nič manj velik znanstvenik ... Toda več o tem kasneje.

Ko je Thomson postal direktor in mu je bila dana večja svoboda delovanja, je začel preučevati električno prevodnost plinov v Crookesovi cevi. To je steklena posoda z dvema elektrodama na nasprotnih koncih, iz katere je izčrpan skoraj ves zrak. Pravzaprav je William Crookes, ustvarjalec te naprave, odkril, da ob zadostnem redčenju zraka steklo na koncu cevi nasproti katode začne fluorescirati z rumeno-zeleno svetlobo, očitno pod vplivom neke vrste sevanja, ki so jo imenovali katodni žarki.

Fluorescenca v katodni cevi

Sir William Crookes s katodno cevjo. Karikatura iz leta 1902

Nekaj ​​besed je seveda treba povedati o samem Williamu Crookesu, ustvarjalcu katodne cevi. Slavni znanstvenik, ki je odkril talij in v laboratoriju pridobil helij, je bil navdušen spiritualist. Leta 1874 je v starosti 42 let, v samem razcvetu svojih znanstvenih moči, objavil članek, v katerem je zapisal, da je spiritualizem znanstven in da se pojavi duhov dejansko dogajajo. Škandal je bil tolikšen, da se je moral Crookes dolga leta skrivati ​​– počakati, da postane njegova znanstvena avtoriteta neomajna, pa tudi položaji v Kraljevi znanstveni družbi, počakati na viteški naziv (1897) in leta 1898 narediti nekakšno "coming out", a v duhu tistih let.

Crooks in duh, ki ga prikliče

Crookes je izjavil, da je prepričan homoseksualni spiritualist. Im Crookes je ostal do svoje smrti leta 1919. Tako je od leta 1913 do 1915 kraljevo družbo v Londonu vodil po našem mnenju - psevdoznanstvenik (vendar samo v tem). Mimogrede, leta 1915 je naš junak na tem mestu za 6 let zamenjal Crookesa.

A vrnimo se tri desetletja nazaj, od starega Crooksa do mladega Thomsona. Do začetka njegovega študija s Crookesovo cevjo so v znanstvenem svetu potekali resni spori - relativno gledano so predstavniki britanske šole (in sam Crookes) verjeli, da so katodni žarki tok določenih delcev, predstavniki, relativno gledano, nemške šole, ki temelji na ne zelo zanesljivih poskusih Hertza, je verjel, da predstavljajo valove etra - nekakšne snovi, ki prežema prostor.

Thomsonova katodna cev z magnetnimi tuljavami za odklon elektronov

Thomsonova glavna zasluga je bila v tem, da mu je uspelo pokazati, da so katodni žarki še vedno delci (korpuskule, kot jih je imenoval sam Thomson), medtem ko so vedno enaki. Thomsonu je celo uspelo izmeriti razmerje med nabojem in maso delca, ki je zdaj ena temeljnih konstant. Tako so bili odkriti elektroni in človeštvo je naredilo prvi korak v globine atoma. Sam Thomson je postal avtor prvega modela zgradbe atoma, ki so ga poimenovali "rozin puding" - v nekakšnem razmazanem pozitivno nabitem telesu lebdijo ali pa so preprosto posejani "rozine" - elektroni.

thomsonov atom

Pol stoletja pozneje bo Nobelovo nagrado prejel njegov lastni sin in učenec, ker mu je z odkritjem njegovih valovnih lastnosti uspelo prikazati dvojno naravo elektrona. In veliko prej bo njegov prvi učenec naredil naslednji korak v razumevanju zgradbe atoma in uničil Thomsonov "slasten" model.

Še pred odkritjem elektrona (1896-1897), leta 1895, se je zgodil še en pomemben dogodek v življenju Thomsona in celotne britanske in svetovne znanosti (ne, ne Nobelova nagrada - takrat je sploh niso podelili, ampak Thomson bo prejel zasluženo nagrado šele leta 1906; kot razumemo, je Nobelov odbor v prvih letih "izbral" vredne fizike iz zelo velike skupine). Thomsonov prvi doktorski študent, mladi Novozelandec po imenu Ernest Rutherford, se je pojavil v laboratoriju Cavendish.

Novozelandska znanstvena revija "Rutherford"

Z njim je Thomson naredil glavno odkritje svojega življenja. Rutherfordova pisma njegovi zaročenki so nam ohranila opis Thomsona in njegove družine. »V pogovoru je zelo prijeten in na splošno ne predstavlja prav nič staromodnega fosila. Po videzu je srednje višine, temnih las in zelo mladosten. Zelo slabo obrit in nosi precej dolge lase. Ima tanek, podolgovat obraz, izrazno glavo, dve globoki navpični gubi se mu spuščata iz nosu ... Povabil me je na kosilo k sebi na Scroop Terrace, kjer sem videl njegovo ženo - visoko rjavolasko žensko z bolehnim obraz, vendar zelo prijazen in zgovoren ... ".

Moram reči, da je bil Ji-Ji povsem spodoben človek in običajen vodja laboratorija. Ker si vzel oko na študenta v lastnem laboratoriju, se poroči. Poleg tega je študentov oče Regius profesor medicine na Cambridgeu. Leta 1890 sta se 28-letni Thomson in Rosa Paget poročila, dve leti pozneje se jima je rodil prvi otrok George Paget. Nobelov nagrajenec leta 1937 za odkritje valovne narave elektrona, če sploh kaj.

George Paget Thomson

Mimogrede, če kdo želi statistiko nominacij, potem tukaj:

Nobelova nagrada za fiziko, 1906 18 nominacij.

J.J. Thomson - 8 nominacij
Gabriel Lipmann (nagrajenec 1908) - 3
Henri Poincaré (skupaj je bil nominiran 51-krat, vendar nikoli ni prejel nagrade) - 3
Ludwig Boltzmann (ta si je zaslužil nagrado, a žal - umrl je leta 1906) - 2
Ostali - po 1 (med njimi Thomsonov soimenjak - William Thomson (1824-1907), bolj znan kot Lord Kelvin, ki prav tako ni imel časa prejeti nagrade)

Thomson je živel dolgo življenje. Plemstvo si je prislužil, kot je rad rekel Vladimir Vorošilov, »z lastno pametjo«, postal je Nobelov nagrajenec. Leta 1913 je postal vodja Kraljeve družbe v Londonu, leta 1919 je profesorsko mesto prenesel na Rutherforda, ki se je vrnil v Cambridge. Sedem njegovih sodelavcev je postalo Nobelovih nagrajencev, začenši z Rutherfordom, prvim doktorskim kandidatom, ki ga je Thomson preživel in pokopal. Čakal je na sinovo Nobelovo nagrado. Bil je vodja Royal Society of London, vodja Trinity Collegea ...

Ko je umrl, je bil star 84 let; Druga svetovna vojna je bila v teku in bitka za Britanijo je bila v polnem teku. JJ je prejel najvišjo čast, da je bil pokopan v Westminstrski opatiji. Mimogrede, še zanimivost: Thomson je eden redkih Nobelovih nagrajencev prvih let, ki jih lahko vidimo in slišimo. Na spletni strani Nobelovega odbora je vnos iz leta 1934, kjer Thomson govori o odkritju elektrona.

In o samem prispevku Thomsona, ki je začel ustvarjati šolo Cavendish Laboratory, lahko rečemo z besedami Oliverja Lodgea: »Koliko manj bi svet vedel, če Cavendish Laboratory ne bi obstajal. Toda koliko manjša bi bila slava tega slavnega laboratorija, če sir J. J. Thomson ne bi bil eden od njegovih direktorjev!

Študijska skupina v Cavendishu. 1932. Sedijo (od leve proti desni): Ratcliffe, P. Kapitsa, D. Chadwick, Ladenberg, J. J. Thomson. E. Rutherford, C. Wilson, F. Aston, C. Ellis, P. Blackett D. Cockcroft. V drugi vrsti: četrti z leve - Marcus Oliphant; četrti z desne je Norman Feather.

Angleški fizik, ustanovitelj znanstvene šole, dobitnik Nobelove nagrade za fiziko leta 1906.

Leta 1897 je odkril elektron (pred tem, od Demokrit, so atomi veljali za mejo deljivosti snovi).

« J. J. Thomson- spomnil: »Prvo poročilo o obstoju teh korpusk sem podal na večernem sestanku Kraljevega inštituta naslednji petek, 30. aprila 1897 ... Veliko kasneje mi je en ugledni fizik povedal, da je takrat mislil, da sem jih je vse namerno zavajal. To me ni presenetilo, saj sem sam do takšne razlage svojih poskusov prišel z velikim zadržkom: šele ko sem se prepričal, da se pred eksperimentalnimi podatki ne skriva, sem oznanil svoje prepričanje o obstoju teles, manjših od atomov. To je bilo torej tisto, kar je bilo neprijetno: ideja o resničnosti teles, manjših od atomov! In danes lahko prav to priznanje zmede. Ali je možno, da so fiziki ob koncu velike dobe naravoslovja še tako malo vedeli o mikrokozmosu, da sploh niso imeli zaupanja v kompleksnost atomov? Več kot dva tisoč let jih je ločilo od starih atomistov in njihova predstava o temeljnih načelih materialnega sveta je bila zanje skoraj enaka kot za Demokrit oz Lukrecija Kara(ki niso delali od jutra do večera v nobenem laboratoriju).

Danin D.S., Verjetnotni svet, M., "Znanje", 1981, str. 18.

Leta 1903 je znanstvenik predlagal enega prvih modelov atoma, saj je verjel, da je atom videti kot "rozin puding" - je pozitivno nabita krogla z elektroni, vmešanimi v njej ...

V letih 1884–1919 J. J. Thomson Direktor laboratorija Cavendish.

Njegov sin - George Thomson/ George Thomson je leta 1937 prejel Nobelovo nagrado za fiziko za svoje eksperimentalno odkritje uklona elektronov na kristalih.

George Thomson se je spominjal njegov oče: »Ji-Ji je dobil matematično izobrazbo, se veliko ukvarjal s teorijo in do svojih visokih let obdržal mojstrstvo matematične analize, vendar je bil njegov način razmišljanja povsem fizičen. Matematika je bila le orodje, ne pa vir navdiha. Navdih je črpal iz jasne vizije fizičnih idej. Geeji je rad delal skice poskusov na zadnji strani ovojnic (kenverts, kot je rekel Geeji. Verjetno je bila v Manchestru, ko je bil Geeji deček, to izgovorjava v uporabi). GJ je pritegnil koncept silnic, uveden Faraday pod vtisom slike, da železni opilki nastanejo v bližini magneta, in se razvili kasneje Maxwell. Tako električne kot magnetne silnice JJ je bil nagnjen k upoštevanju fizične realnosti. Sodobne teorije obravnavajo elektromagnetne sile preprosto kot priročen matematični koncept. Toda ta koncept je zelo uporaben, zlasti zdaj, ko se raziskujejo metode za zadrževanje vročih plinov z uporabo magnetnih polj, da bi dosegli termonuklearno reakcijo. Znana namestitev "Zeta" je zasnovana za rešitev tega problema. Thomson je trdno verjel v pomembnost pravilnega pristopa k problemu. Imenoval ga je preprosteje: "zgrabi desni konec palice." Zato je JJ zavrnil običajen pristop k novim problemom, ko prvič zapustijo laboratorij in se usedejo pisati literaturo o temi. Namesto tega vam je Thomson svetoval, da sami razmislite o težavi in ​​poskusite svojo neodvisno metodo za njeno rešitev. Kasneje se lahko seznanite s tem, kar so storili drugi, a če s tem pohitite, se bo težko znebiti predsodkov in malo verjetno je, da boste lahko našli izviren pristop k problemu.

, Nobelov nagrajenec

Joseph John Thomson(1856-1940) - angleški fizik, ustanovitelj znanstvene šole, član (1884) in predsednik (1915-1920) Londonske kraljeve družbe, tuji dopisni član Sanktpeterburške akademije znanosti (1913) in tuji častni član (1925) Akademije znanosti ZSSR. Direktor laboratorija Cavendish (1884-1919). Raziskoval je prehod električnega toka skozi redke pline. Odkril (1897) elektron in določil (1898) njegov naboj. Predlagal je (1903) enega prvih modelov atoma. Avtor študij električnih tokov v redkih plinih in katodnih žarkih, ki je razložil kontinuiteto spektra rentgenskih žarkov, predstavil idejo o obstoju izotopov in dobil njeno eksperimentalno potrditev. Eden od utemeljiteljev elektronske teorije kovin. Nobelova nagrada (1906).

Joseph Thomson se je rodil 18. decembra 1856 v Chatham Hillu, predmestju Manchestra. Umrl 30. avgusta 1940 v Cambridgeu pokopan v Westminstrski opatiji.

Matematik pride k fiziki

Joseph Thomson se je rodil v družini prodajalca knjig. Njegov oče je želel, da bi postal inženir, in ko je Joseph dopolnil štirinajst let, so ga poslali študirat na Owen College (kasneje Univerza v Manchestru).

Civilizirana družba je kot otrok, ki je za rojstni dan dobil preveč igrač.

Thomson Joseph John

Do sredine 19. stoletja na univerzah ni bilo raziskovalnih laboratorijev in so profesorji, ki so izvajali poskuse, to počeli doma. Prvi fizikalni laboratorij so odprli v Cambridgeu leta 1874. Vodil ga je James Clerk Maxwell, po njegovi zgodnji smrti pa lord Rayleigh, ki se je upokojil leta 1884. In potem, za mnoge nepričakovano, Thomson, osemindvajsetletnik matematik, ki je šele začel z eksperimentalnimi raziskavami, je bil izvoljen za profesorja Cavendisha in direktorja laboratorija. Prihodnost je pokazala, da se je ta izbira izkazala za zelo uspešno.

Začetek poskusov Josepha Thomsona

Pozornost številnih fizikov so takrat pritegnili problemi elektrike in magnetizma. Maxwellove enačbe so se že pojavile (čeprav še niso v splošni uporabi). Vendar se Thomson ni obrnil na tisti del elektrodinamike, ki obravnava poljske jakosti, ki jih ustvarjajo "dani" viri (to je, katerih gostota naboja in toka sta znani), temveč vprašanje fizikalne narave teh virov samih. V teoriji samega Maxwella se o tem vprašanju skoraj ni razpravljalo. Zanj je električni tok vse, kar ustvarja magnetno polje (razporeditve električnih nabojev, ki se v času ne spreminjajo, ustvarjajo samo električna polja).

Thomsona je fasciniralo vprašanje nosilcev naboja. Začel je z raziskovanjem tokov v redkih plinih, kar so takrat izvajali v številnih drugih laboratorijih. Thomson je odkril, da se prevodnost plinov poveča, če so izpostavljeni rentgenskim žarkom. Pomembne rezultate je dobil pri študiju katodnih žarkov. tiste. tokovi, ki izhajajo iz katod (negativnih elektrod) razelektritvenih cevi. Tedaj so bila izražena različna mnenja o njihovi fizični naravi. Večina nemških fizikov je verjela, da gre za valove, podobne rentgenskim žarkom, medtem ko so jih Britanci videli kot tok delcev.

Leta 1894 je Thomsonu uspelo izmeriti njihovo hitrost, ki se je izkazala za 2000-krat manjšo od svetlobne, kar je bil prepričljiv argument v prid korpuskularni hipotezi. Leto pozneje je francoski eksperimentator Jean Perrin ugotovil znak električnega naboja katodnih žarkov: ko so padli na kovinski valj, so ga nabili negativno. Ostalo je še določiti maso delcev. Tudi ta problem je briljantno rešil Thomson. Pred začetkom poskusa pa se je obrnil na teorijo in izračunal, kako naj bi se nabit delec gibal v križanih električnih in magnetnih poljih. Ugotovljeno je bilo, da je odklon takega delca odvisen od razmerja med njegovim nabojem in maso.

Poskus se je začel (opozoriti je treba, da je Joseph Thomson najpogosteje, potem ko je poskus skrbno premislil v vseh podrobnostih, prepustil svojim pomočnikom). Njegovi rezultati so pokazali, da je masa delcev skoraj 2000-krat manjša. kot najlažji ioni – vodikovi ioni. Kar zadeva naboj, je bil za ione že zanesljivo izračunan na podlagi poskusov z elektrolizo in se je izkazal za pozitivnega. Ker ima vodikov atom ničelni naboj, je to nakazovalo, da obstajajo enaki po velikosti in nasprotni predznaki nosilci diskretnih delov električnih nabojev. Tiste delce, ki so bili del katodnih žarkov, so kmalu poimenovali elektroni. Njuno odkritje je eden najpomembnejših dosežkov fizike ob koncu 19. stoletja in je neposredno povezano z imenom Thomsona, ki je zanj leta 1906 prejel Nobelovo nagrado.

Atomski model

Istega leta 1897, ko je bilo registrirano odkritje elektrona, se je D. Thomson obrnil na problem atoma. Ko je prišel do zaključka, da atom v nasprotju s svojim imenom ni nedeljiv, je Thomson predlagal model njegove strukture. Po tem modelu se je atom pojavil v obliki pozitivno nabite "kapljice", znotraj katere so "lebdele" majhne negativno nabite kroglice - elektroni. Pod vplivom Coulombovih sil so se nahajali blizu središča atoma v obliki verig določenih konfiguracij (v katerih je bilo mogoče videti celo nekaj podobnega urejenosti v periodnem sistemu Mendelejeva). Če je kakšen sunek odvrnil elektrone od ravnotežnih položajev, so se začela nihanja (povezava s spektri!) in Coulombove sile so skušale vzpostaviti začetno ravnotežje. Čeprav so poskusi, ki jih je pozneje v istem laboratoriju Cavendish izvedel Thomsonov naslednik Ernest Rutherford, prisilili, da je ta model opustil, je imel pomembno vlogo pri oblikovanju idej o strukturi snovi.

Od elektronov do jeder

Joseph Thomson je začel svoje delo v laboratoriju Cavendish s preučevanjem sipanja rentgenskih žarkov in je prišel do formule, ki nosi njegovo ime in opisuje sipanje elektromagnetnih valov na prostih elektronih. Ta formula ima še vedno pomembno vlogo v fiziki osnovnih delcev.

Pomembna je bila tudi Thomsonova vloga pri odkritju fotoelektričnega učinka in termionske emisije. Zelo plodna se je izkazala tudi zamisel o uporabi prekrižanih polj za merjenje razmerij nabojev delcev in njihovih mas. Ta zamisel je osnova dela masnih spektrografov, ki so našli široko uporabo v jedrski fiziki in so zlasti igrali pomembno vlogo pri odkrivanju izotopov (jedra z različnimi masami, vendar enakimi naboji, kar določa njihovo kemijsko neločljivost ). Upoštevajte, da je napoved obstoja izotopov in eksperimentalno odkrivanje nekaterih izmed njih naredil tudi Thomson.

Joseph Thomson je bil eden najsvetlejših klasičnih fizikov. Res je, bil je priča nastanku kvantne teorije (katere nastajanje je potekalo v veliki meri pred njegovimi očmi in z neposredno udeležbo njegovih mladih kolegov), nastanku relativnostne teorije ter atomske in jedrske fizike. Še več, njegova osebna udeležba pri tisti grandiozni reviziji celotnega fizičnega pogleda na svet, ki so jo prinesla prva desetletja novega veka, je bila nesporna in globoka. Toda do konca svojih dni je ohranil vero v obstoj mehanskega etra, kljub uspehu relativistične teorije, ki jo je dojemal le kot odraz nekaterih matematičnih lastnosti Maxwellovih enačb. V zvezi s kvantno teorijo je ostal precej časa na poziciji skeptičnih opazovalcev in se o njej premislil šele potem, ko je njegov sin George Paget Thomson eksperimentalno odkril valovne lastnosti elektronov (za kar je leta 1993 prejel Nobelovo nagrado). 1937).

- angleški fizik, dobitnik Nobelove nagrade, eden od ustanoviteljev klasične elektronske teorije kovin. Avtor raziskav katodnih žarkov in prehajanja toka v redkih plinih. Elektron so odkrili in določili njegov naboj.

Rodil se je Joseph Thomson 18. december 1856 v angleškem mestu Cheatham Hill, predmestju Manchestra. Njegov oče je bil knjigarnar, sinu je želel dati inženirsko izobrazbo. Pri 14 letih so Josepha poslali na študij na Owens College v Manchestru, nato pa na Trinity College na Univerzi v Cambridgeu. Na fakulteti so odprli tečaje eksperimentalne fizike, ki so pravzaprav določili nadaljnjo usodo Josepha Thomsona - začel se je resno zanimati za fiziko in matematiko. Po končani fakulteti leta 1880 Joseph prejme diplomo iz matematike. Letos mladi znanstvenik napiše članek na temo "Elektromagnetna teorija svetlobe" in leto kasneje postane član akademskega sveta Trinity College. Do leta 1884 Thomson je že profesor na Univerzi v Cambridgeu in direktor laboratorija Cavendish na fakulteti.

Proučevanje prehoda električnega toka skozi redke pline, Thomson leta 1897 odpre elektron. Poleg tega določa njegov naboj in razmerje med nabojem in maso elektrona. Za svoje raziskave je znanstvenik leta 1906 prejel Nobelovo nagrado za fiziko. Joseph John je razvil tudi teorijo gibanja elektrona, ki ga je odkril v električnem in magnetnem polju. Na podlagi svojih opazovanj Thomson predlaga svoj model atoma. Predlagal je, da je atom pozitivno nabita krogla z elektroni, ki so vdelani vanjo. Čeprav so ga kasneje njegovi privrženci ovrgli, je kljub temu igralo veliko vlogo v procesu preučevanja strukture snovi.

Joseph John Thomson je eden od utemeljiteljev klasične elektronske teorije kovin. Njegova formula (Thomsonova formula) se še vedno uporablja v fiziki osnovnih delcev za določanje efektivnega preseka sipanja elektromagnetnega valovanja na prostih elektronih.

Rezultati njegovih raziskav so imeli pomembno vlogo pri nadaljnjem odkrivanju fotoelektričnega učinka in termoelektrične emisije. Joseph Thomson je ugotovil naravo pozitivnih ionov, razložil zvezni spekter rentgenskih žarkov. Razvil je metodo parabole za merjenje razmerja med električnim nabojem elementarnega delca in njegovo maso in s tem odprl pot obsežnemu študiju izotopov.

Za svoje znanstveno delo je bil znanstvenik nagrajen z medaljami Franklin, Faraday, Copley, Hughes. Bil je dobitnik Nobelove nagrade. Bil je član akademij znanosti mnogih držav. Joseph John Thomson umre 30. avgust 1940 v Cambridgeu. Za zasluge na področju znanstvene dejavnosti in največji prispevek k razvoju številnih področij znanosti je bil pokopan v Westminstrski opatiji v Londonu.