Джозеф Томсон Биография и вклад в науку и химию



Джозеф Джон Томсон Он был выдающимся химиком для различных вкладов, таких как открытие электрона, его атомная модель, открытие изотопов или эксперимент с катодными лучами.

Он родился в Cheetam Hill, округ Манчестер, Англия, 18 декабря 1856 года. Также известен как «J.J.» Томсон, он изучал инженерию в Оуэнс-колледже, в настоящее время является частью Манчестерского университета, а затем и математику в Кембридже.

В 1890 году Дж. Дж. Томсон женился на Розе Элизабет Пейджет, дочери врача сэра Эдварда Джорджа Пейджета, с которым у меня было двое детей: девочка по имени Джоан Пейджет Томсон и мальчик Джордж Пейджет Томсон.

Последний станет известным ученым, получив в 1937 году Нобелевскую премию по физике за работу с электронами..

С юных лет Томсон сосредоточил свои исследования на структуре атомов, открыв, таким образом, существование электронов и изотопов среди многих других вкладов..

В 1906 году Томсон получил Нобелевскую премию по физике «в знак признания большой заслуги его теоретических и экспериментальных исследований в области проводимости электричества через газы», ​​а также многие другие награды за свою работу. (1)

В 1908 году он был посвящен в рыцари британской короной и служил почетным профессором физики в Кембридже и в Королевском институте в Лондоне..

Он умер 30 августа 1940 года в возрасте 83 лет в городе Кембридж, Великобритания. Физик был похоронен в аббатстве Вестминстер, недалеко от гробницы сэра Исаака Ньютона. (2)

индекс

  • 1 Главный вклад Томсона в науку
    • 1.1 Открытие электрона
    • 1.2 Атомная модель Томсона
    • 1.3 Разделение атомов
    • 1.4 Открытие изотопов
    • 1.5 Эксперименты с катодными лучами 
    • 1.6 Масс-спектрометр
  • 2 Наследие Томсона
  • 3 Избранные работы
  • 4 Ссылки

Основные вклады Томсона в науку

Открытие электрона

В 1897 году J.J. Томсон обнаружил новую частицу легче водорода, которая была крещена "электроном".

Водород считался единицей измерения атомного веса. До этого атом был наименьшим делением материи.

В этом смысле Томсон был первым, кто открыл отрицательно заряженные корпускулярные субатомные частицы..

Атомная модель Томсона

Атомная модель Томсона была структурой, которую английский физик приписал атомам. Для ученого атомы были сферой положительного заряда.

Там были погружены отрицательно заряженные электроны, равномерно распределенные по этому положительно заряженному облаку, нейтрализуя положительный заряд массы атома.

Эта новая модель заменяет модель, разработанную Далтоном, и позже она будет опровергнута Резерфордом, учеником Томсона в Кавендишских лабораториях Кембриджа.. 

Разделение атомов

Томсон использовал положительные или анодные лучи для разделения атомов разной массы. Этот метод позволил ему рассчитать электричество, переносимое каждым атомом, и количество молекул на кубический сантиметр..

Будучи способным делить атомы различной массы и заряда, физик обнаружил существование изотопов. Таким образом, благодаря изучению положительных лучей, он сделал большой шаг вперед в направлении масс-спектрометрии..

Открытие изотопов

Джей-Джей Томсон обнаружил, что ионы неона имеют разные массы, то есть разные атомные массы. Так Томсон показал, что у неона есть два подтипа изотопов: неон-20 и неон-22..

Изотопы, изученные по сей день, являются атомами одного и того же элемента, но их ядра имеют разные массовые числа, так как они состоят из разных количеств нейтронов в их центре.

Эксперименты с катодными лучами

Катодные лучи - это потоки электронов в вакуумных трубках, то есть стеклянные трубки с двумя электродами, один положительный и один отрицательный.

Когда отрицательный электрод, или также называемый катодом, нагревается, он излучает излучение, направленное к положительному электроду или аноду, по прямой линии, если на этом пути нет магнитного поля..

Если стенки стекла трубки покрыты люминесцентным материалом, попадание катодов в этот слой создает проекцию света.

Томсон изучил поведение катодных лучей и пришел к выводу, что лучи распространяются по прямой линии..

Также, что эти лучи могли отклоняться от их траектории присутствием магнита, то есть магнитного поля. Кроме того, лучи могли перемещать лопасти с силой массы циркулирующих электронов, демонстрируя тем самым, что электроны имели массу.

Джей-Джей Томсон экспериментировал с изменением газа внутри электронно-лучевой трубки, но поведение электронов не менялось. Также катодные лучи согревали предметы, попавшие между электродами. 

В заключение Томсон показал, что катодные лучи оказывают световое, механическое, химическое и тепловое воздействие..

Катодно-лучевые трубки и их световые свойства были трансцендентными для более позднего изобретения лампового телевидения (CTR) и видеокамер..

Масс-спектрометр

Джей-Джей Томсон создал первый подход к масс-спектрометр. Этот инструмент позволил ученому изучить отношение массы к заряду электронно-лучевых трубок и измерить, насколько они отклоняются под воздействием магнитного поля и количества энергии, которую они несут..

В результате этого исследования он пришел к выводу, что катодные лучи состоят из отрицательно заряженных корпускул, которые находятся внутри атомов, таким образом, постулируя делимость атома и порождая фигуру электрона..

Аналогичным образом, достижения в области масс-спектрометрии продолжались до сегодняшнего дня, развиваясь различными способами для отделения электронов от атомов..

Кроме того, Томсон первым предложил первый волновод в 1893 году. Этот эксперимент состоял в распространении электромагнитных волн в контролируемой цилиндрической полости, который был впервые проведен в 1897 году лордом Рэлеем, еще одной Нобелевской премией по физике..

Волноводы будут широко использоваться в будущем, даже сегодня, для передачи данных и волоконной оптики..

Наследие Томсона

Томсон (Th) был создан как единица измерения масс-нагрузки в масс-спектрометрии, предложенная химиками Куксом и Роквудом в честь Томсона..

Эта методика позволяет определить распределение молекул вещества по его массе и, распознавая его, которые присутствуют в образце вещества.

Формула Томсона (Th):

Избранные работы

  • Сброс электричества через газы, проводимость электричества через газы (1900).
  • Корпускулярная теория вещества, электрон в химии, воспоминания и размышления (1907).
  • За электроном (1928).

ссылки

  1. Nobel Media AB (2014). Дж. Томсон - Биографический. Nobelprize.org. nobelprize.org.
  2. Томсон, Джозеф Дж., Проводимость электричества через газы. Кембридж, издательство университета, 1903.
  3. Менчака Роча, Артуро.  Сдержанное очарование элементарных частиц.
  4. Кристен, Ганс Рудольф, Основы общей и неорганической химии, том 1. Барселона, Испания. Ediciones Reverté S.A., 1986.
  5. Арзани, Аврора Кортина, Общая Элементная Химия. Мексика, Редакция Порруа, 1967.
  6. Р. Г. Кукс, А. Л. Роквуд. Rapid Commun. Масс Спектром. 5, 93 (1991).