JOSEPH THOMSON: BIOGRAFIE A PŘÍSPĚVKY K VĚDĚ A CHEMII - CHEMIE - 2025

Joseph John Thomson byl vynikající chemik pro různé příspěvky, jako je objev elektronu, jeho atomový model, objev izotopů nebo experiment s katodovým paprskem.

Narodil se v Cheetam Hill v anglickém okrese v Manchesteru, 18. prosince 1856. Také známý jako „JJ“ Thomson, studoval strojírenství na Owens College, nyní součást University of Manchester, a později matematiku na Cambridge.

V roce 1890 se JJ Thomson oženil s Rose Elizabeth Paget, dcerou lékaře sira Edwarda George Pageta, se kterým měl dvě děti: dívku jménem Joan Paget Thomson a chlapce George Pageta Thomsona.

Ten by se stal slavným vědcem a získal v roce 1937 Nobelovu cenu za fyziku za svou práci s elektrony.

Od mladého věku se Thomson zaměřil na studium atomů, a tak mimo jiné objevil existenci elektronů a izotopů.

V roce 1906 obdržel Thomson Nobelovu cenu za fyziku, „jako uznání za velkou zásluhu svého teoretického a experimentálního výzkumu vedení elektřiny plyny“, za mnoho dalších ocenění za svou práci. (jeden)

V roce 1908 byl rytířem britské koruny a působil jako čestný profesor fyziky v Cambridge a na Royal Institute v Londýně.

Zemřel 30. srpna 1940 ve věku 83 let ve městě Cambridge ve Velké Británii. Fyzik byl pohřben ve Westminsterském opatství poblíž hrobu sira Isaaca Newtona. (dva)

Thomsonovy hlavní příspěvky k vědě

Objev elektronů

V roce 1897 objevil JJ Thomson nový lehčí částice než vodík, který se jmenoval „elektron“.

Vodík byl považován za jednotku měření atomové hmotnosti. Až do té chvíle byl atom nejmenším dělením hmoty.

V tomto smyslu Thomson jako první objevil negativně nabité korpuskulární subatomické částice.

Thomsonův atomový model

Thomsonův atomový model byl strukturou, kterou anglický fyzik připisoval atomům. Pro vědce byly atomy sférou pozitivního náboje.

Tam byly uloženy elektrony záporného náboje rovnoměrně rozložené v tomto oblaku pozitivního náboje, to znamená, že neutralizuje kladný náboj hmoty atomu.

Tento nový model nahrazuje model vyvinutý Daltonem a později jej vyvrátí Rutherford, žák Thomsona v Cavendish Laboratories, Cambridge.

Atomová separace

Thomson použil pozitivní nebo anodické paprsky k oddělení atomů různých hmot. Tato metoda mu umožnila vypočítat elektřinu nesenou každým atomem a počet molekul na centimetr krychlový.

Tím, že byl schopen rozdělit atomy různé hmotnosti a náboje, fyzik objevil existenci izotopů. Také tímto způsobem díky studiu pozitivních paprsků dosáhl velkého pokroku směrem k hmotnostní spektrometrii.

Objev izotopů

JJ Thomson objevil, že neonové ionty měly různé hmotnosti, tj. Různé atomové hmotnosti. Tímto způsobem Thomson ukázal, že neon má dva podtypy izotopů, neon-20 a neon-22.

Izotopy, studované dodnes, jsou atomy stejného prvku, ale jejich jádra mají různá hmotnostní čísla, protože jsou složena z různých množství neutronů ve svém středu.

Experimenty s katodovým paprskem

Katodové paprsky jsou proudy elektronů ve vakuových zkumavkách, tj. Skleněné zkumavky se dvěma elektrodami, jednou pozitivní a druhou zápornou.

Když je záporná elektroda, nebo také nazývaná katoda, zahřátá, vyzařuje záření, které je směrováno k pozitivní elektrodě nebo anodě, v přímé linii, pokud v této dráze není přítomno žádné magnetické pole.

Pokud jsou skleněné stěny trubice pokryty zářivkovým materiálem, zásah katod proti této vrstvě způsobí promítání světla.

Thomson studoval chování katodových paprsků a dospěl k závěru, že paprsky cestují po přímkách.

Také to, že tyto paprsky mohou být odkloněny od jejich dráhy přítomností magnetu, tj. Magnetického pole. Kromě toho paprsky mohly pohybovat lopatkami silou hmoty cirkulujících elektronů, což dokazovalo, že elektrony měly hmotnost.

JJ Thomson experimentoval s proměnlivým plynem uvnitř katodové trubice, ale neměnil chování elektronů. Také katodové paprsky zahřívají předměty, které se dostaly do cesty mezi elektrodami.

Na závěr Thomson ukázal, že katodové paprsky mají světelné, mechanické, chemické a tepelné účinky.

Katodové trubice a jejich světelné vlastnosti byly rozhodující pro pozdější vynález trubkové televize (CTR) a videokamer.

Hmotnostní spektrometr

JJ Thomson vytvořil první přístup k hmotnostnímu spektrometru. Tento nástroj umožnil vědci studovat poměr hmoty / náboje zkumavek s katodovým paprskem a měřit, kolik jsou vychýleny vlivem magnetického pole a množství energie, kterou nesou.

Tímto výzkumem dospěl k závěru, že katodové paprsky jsou složeny z negativně nabitých těl, které jsou uvnitř atomů, čímž postulují dělitelnost atomu a vedou k postavě elektronu.

Rovněž pokroky v hmotnostní spektrometrii pokračovaly až do současnosti a vyvíjely se do různých metod k oddělení elektronů od atomů.

Kromě toho byl Thomson první, kdo navrhl první vlnovod v roce 1893. Tento experiment spočíval v šíření elektromagnetických vln v regulované válcové dutině, kterou poprvé provedl v roce 1897 lord Rayleigh, další nositel Nobelovy ceny za fyziku.

Vlnovody by se v budoucnu široce využívaly, a to i dnes s přenosem dat a vláknovou optikou.

Thomsonovo dědictví

Thomson (Th) byl založen jako jednotka hromadného náboje měření v hmotnostní spektrometrii, kterou navrhli chemici Cooks a Rockwood na počest Thomsona.

Tato technika umožňuje určit distribuci molekul látky podle jejich hmotnosti a tím rozeznat, které z nich jsou přítomny ve vzorku hmoty.

Thomsonův vzorec (Th):

Vynikající práce

• Vypouštění elektřiny plyny, vedení elektřiny plyny (1900).
• Korpusová teorie hmoty, elektron v chemii a vzpomínky a úvahy (1907).
• Beyond the Electron (1928).

Reference

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - životopis. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Vedení elektřiny plyny. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Diskrétní kouzlo elementárních částic.
4. Christen, Hans Rudolf, Základy obecné a anorganické chemie, svazek 1. Barcelona, ​​Španělsko. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, obecná elementární chemie. Mexico, Editorial Porrúa, 1967.
6. RG Cooks, AL Rockwood. Rapid Commun. Hmotnostní spektrum. 5, 93 (1991).