Debatten om, hvem der opdagede elektronen, er ikke aftaget indtil videre. I rollen som opdageren af elementarpartiklen, udover Joseph Thomson, ser nogle videnskabshistorikere Hendrik Lorentz og Peter Zeeman, andre - Emil Wiechert, atter andre - Philip Lenard. Så hvem er videnskabsmanden, der opdagede elektronen?
Atom betyder udelelig
Begrebet "atom" blev introduceret i brug af filosoffer. Den antikke græske tænker Leucippus i det 5. århundrede f. Kr. e. antydet, at alt i verden består af bittesmå partikler. Hans elev - Demokrit, kaldte dem atomer. Ifølge filosoffen er atomer universets "mursten", udelelige og evige. Stoffers egenskaber afhænger af deres form og ydre struktur: atomerne i strømmende vand er glatte, atomerne af metal har profiltænder, der giver hårdhed til kroppen.
Den fremragende russiske videnskabsmand M. V. Lomonosov, grundlæggeren af den atomare-molekylære teori, mente, at i sammensætningen af simple stoffer dannes korpuskler (molekyler) af én type atomer, komplekse - af forskellige typer.
Selvlært kemiker John D alton (Manchester) i 1803, afhængig afeksperimentelle data og ved at tage massen af brintatomer som en konventionel enhed, etablerede de relative atommasser af nogle grundstoffer. Englænderens atomistiske teori var af stor betydning for den videre udvikling af kemi og fysik.
Hvem opdagede elektronen?
I begyndelsen af det 20. århundrede var en række eksperimentelle data blevet akkumuleret, hvilket beviste kompleksiteten af atomets struktur. Disse omfatter fænomenet den fotoelektriske effekt (G. Hertz, A. Stoletov 1887), opdagelsen af katode (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) og røntgenstråler (V. Roentgen, 1895), radioaktivitet (A) Becquerel, 1896).
Forskere, der arbejdede med katodestråler, delte sig i to lejre: nogle antog fænomenets bølgekarakter, andre - korpuskulære. Håndgribelige resultater blev opnået af professoren fra Higher Normal School (Lille, Frankrig) Jean Baptiste Peren. I 1895 viste han gennem eksperimenter, at katodestråler er en strøm af negativt ladede partikler. Måske er Peren fysikeren, der opdagede elektronen?
På grænsen til store ting
Fysiker og matematiker George Stoney (Royal Irish University, Dublin) udt alte i 1874 en antagelse om elektricitets diskrethed. I hvilket år og af hvem blev elektronen opdaget? I løbet af eksperimentelt arbejde med elektrolyse var det D. Stoney, der bestemte værdien af den mindste elektriske ladning (det opnåede resultat (10-20 C) var dog 16 gange mindre end den faktiske). I 1891 kaldte en irsk videnskabsmand enheden for elementær elektrisk ladning "elektron" (fra det antikke græske"rav").
Et år senere formulerede Hendrik Lawrence (Leiden Universitet, Holland) hovedbestemmelserne i sin elektroniske teori, ifølge hvilken strukturen af ethvert stof er baseret på diskrete elektriske ladninger. Disse videnskabsmænd betragtes ikke som opdageren af partiklen, men deres teoretiske og praktiske forskning blev et pålideligt grundlag for Thomsons fremtidige opdagelse.
Relentless Enthusiast
På spørgsmålet om, hvem og hvornår, der opdagede elektronen, giver encyklopædier et klart og utvetydigt svar - Joseph John Thomson i 1897. Så hvad er den engelske fysikers fortjeneste?
Faderen til den fremtidige præsident for Royal Society of London var boghandler og indpodede fra barndommen sin søn en kærlighed til det trykte ord og en trang til ny viden. Efter eksamen fra Owens College (siden 1903 - University of Manchester) og University of Cambridge i 1880 sluttede den unge matematiker Joseph Thomson sig til Cavendish Laboratory. Eksperimentelle undersøgelser fangede fuldstændig den unge videnskabsmand. Kolleger bemærkede hans utrættelighed, beslutsomhed og ekstraordinære entusiasme for praktisk arbejde.
I 1884, i en alder af 28, blev Thomson udnævnt til direktør for laboratoriet, efterfulgt af Lord C. Rayleigh. Under Thomsons ledelse er laboratoriet i de næste 35 år blevet et af de største centre for verdensfysik. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin startede deres rejse herfra.
Opmærksomhed på detaljer
Thomson begyndte sit arbejde med studiet af katodestråler ved at kontrollere eksperimenterhans forgængere. Til mange eksperimenter blev der lavet specialudstyr efter de personlige tegninger fra laboratoriedirektøren. Efter at have modtaget kvalitativ bekræftelse af eksperimenterne, tænkte Thomson ikke på at stoppe der. Han så sin hovedopgave i den nøjagtige kvantitative bestemmelse af strålernes natur og deres bestanddele.
Det nye rør, designet til de følgende eksperimenter, omfattede ikke kun de sædvanlige katode- og accelerationselektroder (i form af plader og ringe) med en afbøjningsspænding. Strømmen af blodlegemer blev rettet mod en skærm dækket af et tyndt lag stof, der glødede, når partiklerne ramte. Strømmen skulle være styret af den kombinerede effekt af elektriske og magnetiske felter.
Dele af et atom
Det er svært at være pioner. Endnu sværere er det at forsvare sin overbevisning, som strider mod de begreber, der har været etableret i årtusinder. Troen på dig selv, på dit team, gjorde Thomson til den person, der opdagede elektronen.
Erfaring gav fantastiske resultater. Massen af partikler viste sig at være 2 tusind gange mindre end brintioners. Forholdet mellem ladningen af et blodlegeme og dets masse afhænger ikke af strømningshastigheden, katodematerialets egenskaber eller arten af det gasformige medium, hvori udledningen finder sted. Der blev foreslået en konklusion, der modsagde alle fundamenter: blodlegemer er universelle partikler af stof i sammensætningen af et atom. Gang på gang kontrollerede Thomson flittigt og omhyggeligt resultaterne af eksperimenter og beregninger. Da der ikke var nogen tvivl tilbage, blev der lavet en rapport om katodestrålernes natur til Royal Society of London. I foråret 1897 blev atometophørte med at være udelelige. I 1906 blev Joseph Thomson tildelt Nobelprisen i fysik.
Ukendt Johann Wiechert
Navnet på Johann Emil Wiechert, professor i geofysik ved Köningsbör og derefter Göttingen Universitet, en forsker af vores planets seismografi, er bedre kendt i professionelle kredse af geologer og geografer. Men han er også kendt af fysikere. Dette er den eneste person, som officiel videnskab sammen med Thomson anerkender som opdageren af elektronen. Og for at være helt præcis udkom værket, der beskriver Wiecherts eksperimenter og beregninger, i januar 1897 - fire måneder tidligere end englænderens rapport. Hvem der opdagede elektronen er allerede blevet historisk afgjort, men faktum består.
Til reference: Thomson brugte ikke udtrykket "elektron" i nogen af sine værker. Han brugte navnet "corpuscles".
Hvem opdagede protonen, neutronen og elektronen?
Efter opdagelsen af den første elementarpartikel begyndte man at lave antagelser om atomets mulige struktur. En af de første modeller blev foreslået af Thomson selv. Et atom, siger han, er som et stykke rosinbudding: negative partikler er indlejret i en positivt ladet krop.
I 1911 foreslog Ernest Rutherford (New Zealand, Storbritannien), at modellen af atomet har en planetarisk struktur. To år senere fremsatte han en hypotese om eksistensen af en positivt ladet partikel i kernen af et atom, og efter at have opnået den eksperimentelt kaldte han den en proton. Han forudsagde også tilstedeværelsen i kernen af en neutral partikel med massen af en proton (neutronen blev opdaget i 1932 af den engelske videnskabsmand J. Chadwick). I 1918 overdrog Joseph Thomson ledelsen af laboratoriet til Ernest Rutherford.
Er det nødvendigt at sige, at opdagelsen af elektronen gjorde det muligt for os at tage et nyt kig på stoffets elektriske, magnetiske og optiske egenskaber. Det er svært at overvurdere Thomsons og hans tilhængeres rolle i udviklingen af atom- og kernefysik.
