क्या योगदान दिया जे.जे. थॉमसन मेक टू द एटम?

विज्ञान में जोसेफ जॉन थॉमसन के योगदान ने परमाणु संरचना की समझ में क्रांति लाने में मदद की। हालांकि एक गणितज्ञ और एक प्रायोगिक भौतिक विज्ञानी प्रशिक्षण द्वारा, जे. जे। थॉमसन ने इलेक्ट्रॉनों के अस्तित्व की खोज, मास स्पेक्ट्रोमीटर विकसित करने और आइसोटोप की उपस्थिति का निर्धारण करके रसायन विज्ञान के क्षेत्र में बड़े पैमाने पर योगदान दिया।

जे। जे। थॉमसन का जन्म 1856 में इंग्लैंड के मैनचेस्टर में हुआ था। उनके पिता को उनसे इंजीनियर बनने की उम्मीद थी। जब एक इंजीनियरिंग शिक्षुता अमल में नहीं आई, तो उन्हें 14 साल की उम्र में ओवेन कॉलेज भेज दिया गया। की मृत्यु के बाद जे. जे. के पिता, एक इंजीनियरिंग शिक्षुता की लागत असहनीय थी। इसके बजाय, १८७६ में, उन्हें कैम्ब्रिज के ट्रिनिटी कॉलेज में छात्रवृत्ति मिली गणित का अध्ययन करें.

ट्रिनिटी कॉलेज में भाग लेने के बाद, थॉमसन 1880 में ट्रिनिटी कॉलेज के फेलो बन गए। वह अपने पूरे करियर के लिए ट्रिनिटी में प्रोफेसर के रूप में रहे। 28 साल की उम्र में, उन्होंने 1884 में कैम्ब्रिज में प्रायोगिक भौतिकी के कैवेंडिश प्रोफेसर के रूप में लॉर्ड रेले (आर्गन के खोजकर्ता और गैसों के घनत्व के अन्वेषक) का स्थान लिया।

थॉमसन ने प्रायोगिक भौतिकी के प्रोफेसर के रूप में. की प्रकृति को समझाने के लिए गणितीय मॉडल बनाने का प्रयास किया परमाणु और विद्युत चुंबकत्व।

उन्होंने 1894 में कैथोड किरणों का अध्ययन शुरू किया। उस समय कैथोड किरणों के बारे में एक उच्च-वैक्यूम ग्लास ट्यूब में प्रकाश की चमकती किरण होने से परे बहुत कम समझा जाता था। कैथोड रे ट्यूब एक खोखला कांच का आयताकार कंटेनर होता है जहां वैक्यूम बनाने के लिए हवा को हटा दिया जाता है। कैथोड पर, एक उच्च वोल्टेज लगाया जाता है, और यह ग्लास ट्यूब के विपरीत छोर पर एक हरे रंग की चमक का कारण बनता है।

यह विचार कि छोटे कणों से बिजली का संचार होता है, 1830 के दशक में प्रस्तावित किया गया था। जब थॉमसन ने कैथोड किरणों को वायु बनाम निर्वात के माध्यम से यात्रा करने की अनुमति दी, तो उन्होंने पाया कि वे रुकने से पहले बहुत दूर की यात्रा करती हैं; वे शून्य में और भी दूर चले गए। उन्होंने सोचा कि कण परमाणुओं के अनुमानित आकार से छोटे होने चाहिए।

अपनी परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए कि कैथोड किरण के कण परमाणुओं के आकार से छोटे थे, थॉमसन अपने प्रयोगात्मक उपकरण में सुधार किया और कैथोड किरणों को विद्युत और चुंबकीय के साथ विक्षेपित करना शुरू कर दिया खेत। उनका लक्ष्य यह पता लगाना था कि इन कणों पर धनात्मक या ऋणात्मक आवेश है या नहीं। साथ ही, विक्षेपण कोण उसे द्रव्यमान का अनुमान लगाने की अनुमति देगा।

इन किरणों के विक्षेपित कोण को मापने के बाद, उन्होंने विद्युत आवेश और कणों के द्रव्यमान के अनुपात की गणना की। थॉमसन ने पाया कि प्रयोग में किस गैस का उपयोग किया गया था, इस पर ध्यान दिए बिना अनुपात समान रहता है। उन्होंने माना कि गैसों के भीतर मौजूद कण थे यूनिवर्सल और उपयोग की गई गैस की संरचना पर निर्भर नहीं है।

जे तक। जे। थॉमसन के कैथोड रे कणों के साथ प्रयोग, वैज्ञानिक दुनिया का मानना ​​​​था कि परमाणु ब्रह्मांड में सबसे छोटे कण थे। २,००० से अधिक वर्षों के लिए, परमाणु को सबसे छोटा संभव कण माना जाता था, और यूनानी दार्शनिक डेमोक्रिटिस ने इस सबसे छोटे कण का नाम दिया Atomos के लिये काटा न जा सकने वाला.

अब दुनिया की पहली झलक एक उप-परमाणु कण पर थी। विज्ञान हमेशा के लिए बदल जाएगा। परमाणु के किसी भी नए मॉडल में शामिल होना चाहिए उप - परमाण्विक कण.

थॉमसन ने इन कणों को कणिका कहा। और जब वह कणों के अस्तित्व के बारे में सही थे, तो उन्होंने उन्हें जो नाम दिया वह बदल गया: इन नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कणों को अब इलेक्ट्रॉनों के रूप में जाना जाता है।

इस नए उपपरमाण्विक कण के साथ, जे. जे। थॉमसन ने परमाणु की संरचना के संबंध में एक नया परमाणु मॉडल या परमाणु सिद्धांत तैयार किया।

थॉमसन के सिद्धांत को अब के रूप में जाना जाता है बेर का हलवा परमाणु मॉडल या थॉमसन परमाणु मॉडल. परमाणु को एक समान रूप से सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए द्रव्यमान ("पुडिंग" या "आटा") के रूप में माना जाता था, जिसमें इलेक्ट्रॉनों को आवेशों को संतुलित करने के लिए (जैसे "प्लम्स") में बिखरे हुए थे।

प्लम पुडिंग मॉडल गलत साबित हुआ, लेकिन इसने एक उप-परमाणु कण को ​​​​परमाणु सिद्धांत में शामिल करने का पहला प्रयास पेश किया। 1911 में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड - जे। जे। थॉमसन ने नाभिक का प्रयोग और परिकल्पना करके इस सिद्धांत को गलत साबित किया।

एक मास स्पेक्ट्रोमीटर कैथोड रे ट्यूब के समान होता है, हालांकि इसका बीम इलेक्ट्रॉनों के बजाय एनोड किरणों या सकारात्मक चार्ज से बना होता है। जैसा कि जे. जे। थॉमसन के इलेक्ट्रॉन प्रयोग, धनात्मक आयनों को विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा सीधे पथ से विक्षेपित किया जाता है।

थॉमसन ने डिटेक्शन पॉइंट पर ऑसिलोस्कोप जैसी स्क्रीन लगाकर ज्ञात एनोड रे ट्यूब में सुधार किया। स्क्रीन को एक ऐसी सामग्री के साथ लेपित किया गया था जो किरणों की चपेट में आने पर प्रतिदीप्त हो जाती थी।

एक बार जब कोई आवेशित कण चुंबकीय क्षेत्र से होकर गुजरता है, तो वह विक्षेपित हो जाता है। यह विक्षेपण द्रव्यमान से आवेश अनुपात (m/e) के समानुपाती होता है। विक्षेपण, जो एक परवलय के भाग हैं, स्क्रीन के सामने सटीक रूप से दर्ज किए जा सकते हैं। एनोड रे ट्यूब के माध्यम से भेजी जाने वाली प्रत्येक प्रजाति का एक अलग परवलय होता है।

जब हल्की प्रजातियां स्क्रीन पर बहुत गहराई से प्रवेश करती हैं, तो जे. जे। थॉमसन ने ट्यूब में एक स्लिट का निर्माण किया जहां स्क्रीन बैठती थी। इसने उन्हें सापेक्ष द्रव्यमान के खिलाफ तीव्रता की साजिश रचने की अनुमति दी और पहला मास स्पेक्ट्रोमीटर बनाया।

थॉमसन ने अपने छात्र शोधकर्ता के साथ मिलकर मास स्पेक्ट्रोमीटर विकसित किया फ्रांसिस विलियम एस्टन. एस्टन ने इस शोध को जारी रखा और 1922 में अपने काम के लिए नोबेल पुरस्कार जीता।

जे। जे। थॉमसन और एस्टन ने हाइड्रोजन और हीलियम के धनात्मक आयनों की पहचान करने के लिए मास स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया। 1912 में, उन्होंने आयनित नियॉन को विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में निकाल दिया। बीम के लिए दो अलग-अलग पैटर्न उभरे: एक 20 के परमाणु द्रव्यमान और द्रव्यमान 22 के कमजोर परवलय के साथ।

अशुद्धियों का सुझाव देने के बाद, उन्होंने महसूस किया कि यह कमजोर परवलय नियॉन का एक भारी रूप था। इसने नियॉन के दो परमाणुओं को अलग-अलग द्रव्यमान के साथ इंगित किया, जिन्हें आइसोटोप के रूप में जाना जाता है।

याद रखें कि एक आइसोटोप नाभिक के भीतर न्यूट्रॉन की संख्या में परिवर्तन है। एक समस्थानिक के साथ, तत्व की पहचान समान रहती है, लेकिन उसके नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न होती है। जे। जे। थॉमसन और एस्टन ने न्यूट्रॉन के अस्तित्व को जाने बिना एक और नियॉन आइसोटोप के उच्च द्रव्यमान का निष्कर्ष निकाला (1932 में जेम्स चैडविक द्वारा खोजा गया)।

1906 में, जे. जे। थॉम्पसन ने प्राप्त किया नोबेल पुरस्कार भौतिकी में "इस सैद्धांतिक और प्रायोगिक जांच के महान गुणों की मान्यता में" गैसों द्वारा बिजली का संचालन। ” थॉमसन को इलेक्ट्रॉनों की पहचान an के कणों के रूप में करने का श्रेय दिया जाता है परमाणु।

हालांकि थॉमसन के प्रयोगों के दौरान कई अन्य वैज्ञानिकों ने परमाणु कणों का अवलोकन किया, लेकिन उनकी खोजों ने बिजली और परमाणु कणों की एक नई समझ पैदा की।

समस्थानिक की खोज का श्रेय थॉमसन को ही जाता है और धनावेशित कणों के साथ उनके प्रयोगों से मास स्पेक्ट्रोमीटर का विकास हुआ। इन उपलब्धियों ने भौतिकी और रसायन विज्ञान में ज्ञान और खोज के विकास में योगदान दिया जो आज भी जारी है।

जे। जे। अगस्त 1940 में कैम्ब्रिज में थॉमसन की मृत्यु हो गई और उन्हें आइजैक न्यूटन और चार्ल्स डार्विन के पास वेस्टमिंस्टर एब्बे में दफनाया गया।