JOSEPH THOMSON: ÉLETRAJZ ÉS HOZZÁJÁRULÁS A TUDOMÁNYHOZ ÉS A KÉMIÁHOZ - KÉMIA - 2026

Joseph John Thomson kiváló kémikus volt a különféle hozzájárulásokhoz, például az elektron felfedezéséhez, atommodelljéhez, az izotópok felfedezéséhez vagy a katódsugár-kísérlethez.

Az angliai Manchester kerületben, Cheetam Hill-ben született 1856. december 18-án. JJ Thomson néven is ismert, mérnököt tanulmányozott az Owens Főiskolán, amely ma a Manchesteri Egyetem része, később pedig a matematikát Cambridge-ben.

1890-ben JJ Thomson feleségül vette Elizabeth Paget-et, Sir Edward George Paget orvos lányát, akivel két gyermeke volt: egy lány, Joan Paget Thomson nevû lány, és egy fiú, George Paget Thomson.

Ez utóbbi híres tudós lesz, és 1937-ben Nobel-fizikai díjat kap az elektronokkal végzett munkájáért.

Thomson fiatal kortól kezdve az atomok szerkezetére összpontosította tanulmányait, így sok egyéb közlemény között felfedezte az elektronok és izotópok létezését.

1906-ban Thomson megkapta a Nobel-díjat a fizikában, "elismerve az elektromos áram gázokon keresztül történő vezetésével kapcsolatos elméleti és kísérleti kutatása nagy érdemeinek elismeréseként", számos egyéb díjjal, mint munkája. (egy)

1908-ban a brit korona lovagolt és fizika tiszteletbeli professzoraként szolgált a Cambridge-ben és a londoni Királyi Intézetben.

Meghalt 1940. augusztus 30-án, 83 éves korában, az Egyesült Királyság Cambridge városában. A fizikusot a Westminster-apátságba temették el, Sir Isaac Newton sírjának közelében. (kettő)

Thomson legfontosabb hozzájárulása a tudományhoz

Az elektron felfedezése

1897-ben JJ Thomson felfedezett egy új, a hidrogénnél könnyebb részecskét, amelyet "elektronnak" neveztek.

A hidrogént az atomtömeg mérési egységének tekintették. Abban a pillanatban az atom volt az anyag legkisebb megoszlása.

Ebben az értelemben Thomson volt az első, aki felfedezte a negatív töltésű corpuscularis szubatomom részecskéket.

Thomson atommodellje

Thomson atommodellje volt az a szerkezet, amelyet az angol fizikus az atomoknak tulajdonított. A tudós számára az atomok pozitív töltésgömböt jelentettek.

Ott beágyazódtak a pozitív töltés felhőjén egyenletesen eloszló negatív töltés elektronjai, azaz semlegesítik az atom tömegének pozitív töltését.

Ez az új modell felváltja a Dalton által kifejlesztett modellt, majd később Rutherford, a Cambridge-i Cavendish Laboratories Thomson tanítványa megcáfolja.

Atom szétválasztás

Thomson pozitív vagy anódos sugarakat használt a különféle tömegű atomok elválasztására. Ez a módszer lehetővé tette számításához az egyes atomok által szállított villamos energiát és a molekulák számát köbcentiméterenként.

Azáltal, hogy megoszthatja a különböző tömegű és töltésű atomokat, a fizikus felfedezte az izotópok létezését. Ilyen módon a pozitív sugarak tanulmányozásával nagy előrelépést tett a tömegspektrometria felé.

Izotópok felfedezése

JJ Thomson felfedezte, hogy a neonionok tömege eltérő, vagyis eltérő atomtömegű. Thomson így mutatta ki, hogy a neonnak kétféle altípusa van: neon-20 és neon-22.

A mai napig vizsgált izotópok ugyanazon elem atomjai, de a magok eltérő tömegszámmal rendelkeznek, mivel a középpontjában különböző mennyiségű neutronok vannak.

Katódsugár-kísérletek

A katódsugarak elektroncsatornák vákuumcsövekben, azaz üvegcsövek két elektródával, egy pozitív és egy negatív.

Amikor a negatív elektródot, vagy más néven katódot hevítik, sugárzást bocsát ki, amely egyenes vonalban a pozitív elektróda vagy anód felé irányul, ha ebben az úton nincs jelen mágneses mező.

Ha a cső üvegfalait fluoreszkáló anyaggal borítják, akkor a katódok e réteghez történő ütése fényvetítést eredményez.

Thomson tanulmányozta a katód sugarainak viselkedését és arra a következtetésre jutott, hogy a sugarak egyenes vonalban haladnak.

Ezen felül, hogy ezeket a sugarakat egy mágnes, vagyis a mágneses mező jelenléte révén lehet eltéríteni az útvonaluktól. Ezenkívül a sugarak mozgathatják a pengéket a keringő elektronok tömegének erővel, ezáltal bizonyítva, hogy az elektronok tömegük van.

JJ Thomson kísérletezett a katód sugarakban levő gáz változtatásával, de az elektronok viselkedését nem változtatta meg. Ezenkívül a katód sugaraival melegített tárgyak is bejutottak az elektródák közé.

Összegezve, Thomson kimutatta, hogy a katód sugarai fény, mechanikai, kémiai és hőhatásokkal rendelkeznek.

A katódsugárcsövek és fényhatásaik döntő jelentőségűek a csőtelevízió (CTR) és a videokamerák későbbi találmánya szempontjából.

Tömeg-spektrométer

JJ Thomson kidolgozta az első megközelítést a tömegspektrométerhez. Ez az eszköz lehetővé tette a tudósnak, hogy megvizsgálja a katódsugárcsövek tömeg / töltési arányát, és megmérje, mennyire hajlanak el ezek a mágneses mező befolyása és az általuk szállított energia mennyisége.

Ezzel a kutatással arra a következtetésre jutott, hogy a katód sugarai negatívan töltött részecskékből állnak, amelyek atomok belsejében vannak, így posztulálják az atom megoszthatóságát és előidézik az elektron alakját.

Továbbá a tömegspektrometria fejlődése a mai napig folytatódott, és különböző módszerekké fejlődött az elektronok atomoktól történő elválasztására.

Ezenkívül Thomson volt az első, aki 1893-ban javasolta az első hullámvezetőt. Ez a kísérlet egy elektromágneses hullámok terjesztéséből állt egy szabályozott hengeres üregben, amelyet Lord Rayleigh, a fizika újabb Nobel-díjasjának 1897-ben végzett először 1897-ben.

A hullámvezetőket a jövőben széles körben alkalmazzák, még ma is adatátvitel és száloptika felhasználásával.

Thomson öröksége

A Thomsont (Th) a tömeg-spektrometriában tömegtöltő mértékegységként hozták létre, amelyet a Cooks és a Rockwood vegyészek javasoltak Thomson tiszteletére.

Ez a módszer lehetővé teszi az anyag molekuláinak megoszlását a tömegük alapján, és ennek alapján felismerheti azokat, amelyek az anyagmintában vannak.

Thomson képlete (Th):

Kiemelkedő művek

• Elektromos áram elvezetése gázokon keresztül, villamos energia vezetése gázokon keresztül (1900).
• Az anyag corpuscular elmélete, az elektron a kémiában és a visszaemlékek és reflexiók (1907).
• Az elektronon túl (1928).

Irodalom

1. Nobel Media AB (2014). Thomson J. - Életrajz. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Elektromos áram vezetése gázokon keresztül. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Az elemi részecskék diszkrét bája.
4. Christen, Hans Rudolf, Általános és szervetlen kémia alapjai, 1. kötet. Barcelona, ​​Spanyolország. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, Általános elemi kémia. Mexikó, Szerkesztői Porrúa, 1967.
6. RG szakácsok, AL Rockwood. Rapid Commun. Mass Spectrom. 5, 93 (1991).