J.J. Hangi Katkılarda Bulundu? Thomson Atom'a mı?

Joseph John Thomson'ın bilime katkıları, atom yapısının anlaşılmasında devrim yaratmaya yardımcı oldu. Bir matematikçi ve eğitim yoluyla deneysel bir fizikçi olmasına rağmen, J. J. Thomson, elektronların varlığını keşfederek, kütle spektrometresini geliştirerek ve izotopların varlığını belirleyerek kimya alanına geniş ölçüde katkıda bulunmuştur.

J. J. Thomson, 1856'da İngiltere'nin Manchester kentinde doğdu. Babası onun mühendis olmasını bekliyordu. Bir mühendislik çıraklığı gerçekleşmeyince, 14 yaşında Owen Koleji'ne gönderildi. J.'nin ölümünden sonra J.'nin babası, bir mühendislik çıraklığının maliyeti yönetilemezdi. Bunun yerine, 1876'da Cambridge'deki Trinity College'dan burs aldı. matematik çalışmak.

Trinity College'a katıldıktan sonra Thomson, 1880'de Trinity College Üyesi oldu. Kariyerinin tamamı boyunca Trinity'de profesör olarak kaldı. 28 yaşındayken, 1884'te Cambridge'de Cavendish Deneysel Fizik Profesörü olarak Lord Rayleigh'in (argon keşfi ve gaz yoğunlukları araştırmacısı) yerini aldı.

Thomson, deneysel fizik profesörü olarak, evrenin doğasını açıklamak için matematiksel modeller oluşturmaya çalıştı. atomlar ve elektromanyetizma.

1894'te katot ışınlarını incelemeye başladı. O zamanlar, yüksek vakumlu cam bir tüpte parlayan bir ışık demeti olmanın ötesinde katot ışınları hakkında çok az şey anlaşılmıştı. Bir katot ışın tüpü, bir vakum oluşturmak için havanın çıkarıldığı içi boş cam dikdörtgen bir kaptır. Katotta yüksek voltaj uygulanır ve bu, cam tüpün karşı ucunda yeşil bir parıltıya neden olur.

Küçük parçacıkların elektriği ilettiği fikri 1830'larda ortaya atılmıştı. Thomson, katot ışınlarının vakuma karşı havada hareket etmesine izin verdiğinde, durdurulmadan önce çok uzaklara gittiklerini buldu; boşlukta daha da uzağa gittiler. Parçacıkların tahmini atom boyutundan daha küçük olması gerektiğini düşündü.

Thomson, katot ışını parçacıklarının atomların boyutundan daha küçük olduğu hipotezini test etmek için deney düzeneğini geliştirdi ve katot ışınlarını elektrik ve manyetik yöntemlerle saptırmaya başladı. alanlar. Amacı, bu parçacıkların pozitif veya negatif bir yüke sahip olup olmadığını bulmaktı. Ayrıca, sapma açısı onun kütleyi tahmin etmesine izin verir.

Bu ışınların saptığı açıyı ölçtükten sonra, elektrik yükünün parçacıkların kütlesine oranını hesapladı. Thomson, deneyde hangi gazın kullanıldığına bakılmaksızın oranın aynı kaldığını buldu. Gazların içerdiği parçacıkların evrensel ve kullanılan gazın bileşimine bağlı değildir.

J kadar. J. Thomson'ın katot ışını parçacıklarıyla yaptığı deneylerde, bilim dünyası atomların evrendeki en küçük parçacıklar olduğuna inanıyordu. 2000 yılı aşkın bir süredir atom, mümkün olan en küçük parçacık olarak kabul edildi ve Yunan filozof Democritis bu en küçük parçacığı adlandırdı. atom için kesilemez.

Dünya şimdi ilk kez bir atom altı parçacığı gördü. Bilim sonsuza dek değişecekti. Atomun herhangi bir yeni modeli şunları içermelidir: atomaltı parçacıklar.

Thomson bu parçacıklara korpüskül adını verdi. Ve parçacıkların varlığı konusunda haklıyken onlara verdiği isim değişti: Bu negatif yüklü parçacıklar artık elektronlar olarak biliniyor.

Bu yeni atom altı parçacıkla, J. J. Thomson, atomun yapısıyla ilgili yeni bir atom modeli veya atom teorisi üretti.

Thomson'ın teorisi artık erik pudingi atom modeli veya Thomson atom modeli. Atom, görsel olarak, yükleri dengelemek için elektronların dağıldığı ("erikler" gibi) tek tip pozitif yüklü bir kütle ("puding" veya "hamur") olarak düşünüldü.

Erik pudingi modelinin yanlış olduğu kanıtlandı, ancak bir atom altı parçacığı bir atom teorisine dahil etmeye yönelik ilk girişimi sundu. 1911'de Ernest Rutherford - J. J. Thomson, çekirdeği deneyerek ve hipotez kurarak bu teorinin yanlış olduğunu kanıtladı.

Bir kütle spektrometresi, ışını elektronlardan ziyade anot ışınlarından veya pozitif yüklerden yapılmış olsa da, bir katot ışın tüpüne benzer. J'de olduğu gibi. J. Thomson'ın elektron deneylerinde, pozitif iyonlar elektrik ve manyetik alanlar tarafından düz bir yoldan saptırılır.

Thomson, algılama noktasına osiloskop benzeri bir ekran ekleyerek bilinen anot ışını tüpünü geliştirdi. Ekran, ışınlar çarptığında floresan bir malzeme ile kaplandı.

Yüklü bir parçacık bir manyetik alandan geçtiğinde saptırılır. Bu sapma, kütle/yük oranı (m/e) ile orantılıdır. Bir parabolün parçaları olan sapmalar ekrana karşı doğru bir şekilde kaydedilebilir. Anot ışını tüpünden gönderilen her türün ayrı bir parabolü vardır.

Hafif türler ekrana çok derinden girdiğinde, J. J. Thomson, ekranın oturacağı tüpte bir yarık yaptı. Bu, yoğunluğu göreceli kütleye karşı çizmesine izin verdi ve ilk kütle spektrometresini yarattı.

Thomson, öğrenci araştırmacısı ile birlikte kütle spektrometresini geliştirdi. Francis William Aston. Aston bu araştırmaya devam etti ve çalışmaları için 1922'de Nobel Ödülü kazandı.

J. J. Thomson ve Aston, pozitif hidrojen ve helyum iyonlarını tanımlamak için kütle spektrometresini kullandılar. 1912'de iyonize neonları elektrik ve manyetik alanlara ateşlediler. Kiriş için iki ayrı model ortaya çıktı: biri atomik kütle 20 ve daha zayıf bir parabol kütle 22.

Safsızlıkları öne sürdükten sonra, bu daha zayıf parabolün daha ağır bir neon olduğunu fark etti. Bu, daha iyi izotoplar olarak bilinen, farklı kütlelere sahip iki neon atomunu gösterdi.

Bir izotopun, çekirdek içindeki nötron sayısındaki değişiklik olduğunu hatırlayın. Bir izotopla, elementin kimliği aynı kalır, ancak çekirdeğinde farklı sayıda nötron bulunur. J. J. Thomson ve Aston, başka bir neon izotopunun daha yüksek kütlesini, nötronların varlığını bilme avantajına sahip olmadan sonuçlandırdı (1932'de James Chadwick tarafından keşfedildi).

1906 yılında J. J. Thompson aldı Nobel Ödülü Fizikte “bu teorik ve deneysel araştırmaların büyük değerlerinin tanınmasında elektriğin gazlarla iletimi. Thomson, elektronları bir parçacığın parçacıkları olarak tanımlamasıyla tanınır. atom.

Thomson'ın deneyleri sırasında diğer birçok bilim adamı atomik parçacıklar üzerinde gözlemler yapmış olsa da, keşifleri yeni bir elektrik ve atomik parçacık anlayışına yol açtı.

Thomson, izotopun keşfiyle haklı olarak kredilendirilir ve pozitif yüklü parçacıklarla yaptığı deneyler, kütle spektrometresinin geliştirilmesine yol açtı. Bu başarılar, bugüne kadar devam eden fizik ve kimyadaki bilgi ve keşiflerin gelişimine katkıda bulundu.

J. J. Thomson, Ağustos 1940'ta Cambridge'de öldü ve Isaac Newton ve Charles Darwin yakınlarındaki Westminster Manastırı'na gömüldü.