JOSEPH THOMSON: BIOGRAFI OG BIDRAG TIL VITENSKAP OG KJEMI - KJEMI - 2026

Joseph John Thomson var en fremragende kjemiker for forskjellige bidrag, for eksempel oppdagelsen av elektronet, atommodellen, oppdagelsen av isotoper eller katodestråleeksperimentet.

Han ble født i Cheetam Hill, et distrikt i Manchester, England, 18. desember 1856. Også kjent som “JJ” Thomson, studerte han ingeniørfag ved Owens College, nå en del av University of Manchester, og senere matematikk ved Cambridge.

I 1890 giftet JJ Thomson seg med Rose Elizabeth Paget, datter av legen Sir Edward George Paget, som han hadde to barn med: en jente, ved navn Joan Paget Thomson, og en gutt, George Paget Thomson.

Sistnevnte skulle bli en berømt vitenskapsmann og i 1937 skaffe seg en nobelpris i fysikk for sitt arbeid med elektron.

Fra en ung alder fokuserte Thomson sine studier på atomenes struktur, og oppdaget eksistensen av elektroner og isotoper, blant mange andre bidrag.

I 1906 mottok Thomson Nobelprisen i fysikk, "i anerkjennelse av den store fortjenesten av hans teoretiske og eksperimentelle forskning på ledning av elektrisitet gjennom gasser", blant mange andre priser for hans arbeid. (en)

I 1908 ble han riddet av den britiske kronen og fungerte som æresprofessor i fysikk ved Cambridge og ved Royal Institute, London.

Han døde 30. august 1940, 83 år gammel, i City of Cambridge, Storbritannia. Fysikeren ble gravlagt i Westminster Abbey, nær graven til Sir Isaac Newton. (to)

Thomsons viktigste bidrag til vitenskapen

Oppdagelse av elektronet

I 1897 oppdaget JJ Thomson en ny partikkel lettere enn hydrogen, som ble kalt "elektron."

Hydrogen ble betraktet som en måleenhet for atomvekt. Fram til det øyeblikket var atomet den minste delingen av materie.

I denne forstand var Thomson den første som oppdaget negativt ladede corpuskulære subatomære partikler.

Thomsons atommodell

Thomsons atommodell var strukturen som den engelske fysikeren tilskrev atomer. For forskeren var atomer en sfære med positiv ladning.

Der ble elektronene med negativ ladning fordelt jevnt på den skyen med positiv ladning innebygd, det vil si at det nøytraliserer den positive ladningen for atomens masse.

Denne nye modellen erstatter den som er utviklet av Dalton og vil senere bli tilbakevist av Rutherford, en disippel av Thomson ved Cavendish Laboratories, Cambridge.

Atomseparasjon

Thomson brukte positive eller anodiske stråler for å skille atomer i forskjellige masser. Denne metoden gjorde det mulig for ham å beregne strømmen som ble båret av hvert atom og antall molekyler per kubikkcentimeter.

Ved å kunne dele atomer med ulik masse og ladning oppdaget fysikeren eksistensen av isotoper. Også på denne måten, med sin studie av positive stråler, ga han et stort fremskritt mot massespektrometri.

Oppdagelse av isotoper

JJ Thomson oppdaget at neonioner hadde forskjellige masser, det vil si forskjellige atomvekter. Slik viste Thomson at neon har to undertyper av isotoper, neon-20 og neon-22.

Isotoper, studert til i dag, er atomer av samme element, men kjernene deres har forskjellige massetall, siden de er sammensatt av forskjellige mengder nøytroner i sentrum.

Katodestråleeksperimenter

Katodestråler er strømmer av elektron i vakuumrør, det vil si glassrør med to elektroder, en positiv og en negativ.

Når den negative elektroden, eller også kalt katode, blir oppvarmet, avgir den stråling som er rettet mot den positive elektroden, eller anoden, i en rett linje hvis ikke noe magnetfelt er til stede i den banen.

Hvis glassveggene på røret er dekket med lysstoffrør, produserer katodene treff mot dette laget projeksjonen av lys.

Thomson studerte atferden til katodestråler og kom til konklusjonene om at strålene beveget seg i rette linjer.

Også at disse strålene kan bli ledet fra deres vei ved tilstedeværelsen av en magnet, det vil si et magnetfelt. I tillegg kunne strålene bevege bladene med kraften i massen til de sirkulerende elektronene, og dermed demonstrere at elektronene hadde masse.

JJ Thomson eksperimenterte med å variere gassen inne i katodestrålerøret, men varierte ikke oppførselen til elektronene. Katodestråler oppvarmet også gjenstander som kom i veien mellom elektroder.

Avslutningsvis hadde Thomson vist at katodestråler hadde lette, mekaniske, kjemiske og termiske effekter.

Katodestrålerør og deres lysegenskaper var avgjørende for den senere oppfinnelsen av rør-tv (CTR) og videokameraer.

Massespektrometer

JJ Thomson opprettet en første tilnærming til massespektrometeret . Dette verktøyet gjorde det mulig for forskeren å studere masse / ladningsforholdet til katodestrålerør, og måle hvor mye de avviker under påvirkning av et magnetfelt og energimengden de har med seg.

Med denne forskningen kom han til den konklusjon at katodestråler var sammensatt av negativt ladede lik, som er inne i atomer, og dermed postulerer delbarheten av atomet og ga opphav til figuren til elektronet.

Fremskritt i massespektrometri fortsatte også til i dag, og utviklet seg til forskjellige metoder for å skille elektroner fra atomer.

I tillegg var Thomson den første som antydet den første bølgelederen i 1893. Dette eksperimentet bestod av forplantning av elektromagnetiske bølger i et kontrollert sylindrisk hulrom, som først ble utført i 1897 av Lord Rayleigh, en annen nobelprisvinner i fysikk.

Bølgeledere vil bli mye brukt i fremtiden, selv i dag med dataoverføring og fiberoptikk.

Thomsons arv

Thomson (Th) ble etablert som en masseladningsenhet i massespektrometri, foreslått av kjemikerne Cooks og Rockwood, til ære for Thomson.

Denne teknikken gjør det mulig å bestemme fordelingen av molekylene til et stoff i henhold til deres masse og for å gjenkjenne ved dette hvilke som er til stede i en prøve av materie.

Thomsons formel (Th):

Fremragende verk

• Diskarge av elektrisitet gjennom gasser, ledning av elektrisitet gjennom gasser (1900).
• The Corpuscular Theory of Matter, The Electron in Chemistry and Recollections and Reflections (1907).
• Beyond the Electron (1928).

referanser

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biografisk. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Ledning av elektrisitet gjennom gasser. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Elementære partiklers diskrete sjarm.
4. Christen, Hans Rudolf, Fundamentals of General and Anorganic Chemistry, bind 1. Barcelona, ​​Spania. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, General Elemental Chemistry. Mexico, Redaksjonell Porrúa, 1967.
6. RG Cooks, AL Rockwood. Rapid Commun. Massespektrom. 5, 93 (1991).