بحث در مورد اینکه چه کسی الکترون را کشف کرده است تاکنون فروکش نکرده است. در نقش کاشف ذره بنیادی، علاوه بر جوزف تامسون، برخی از مورخان علم هندریک لورنتس و پیتر زیمن را می بینند، برخی دیگر - امیل ویچرت، و برخی دیگر - فیلیپ لنارد. پس دانشمندی که الکترون را کشف کرد کیست؟
Atom به معنای غیر قابل تقسیم است
مفهوم "اتم" توسط فیلسوفان مورد استفاده قرار گرفت. لوکیپوس متفکر یونان باستان در قرن پنجم قبل از میلاد. ه. پیشنهاد کرد که همه چیز در جهان از ذرات ریز تشکیل شده است. شاگرد او - دموکریتوس، آنها را اتم نامید. از نظر فیلسوف، اتم ها «آجر» جهان هستند، تقسیم ناپذیر و جاودانه. خواص مواد به شکل و ساختار خارجی آنها بستگی دارد: اتم های آب روان صاف هستند، اتم های فلز دارای دندانه های نیم رخی هستند که به بدن سختی می دهند.
دانشمند برجسته روسی M. V. Lomonosov، بنیانگذار نظریه اتمی-مولکولی، معتقد بود که در ترکیب مواد ساده، ذرات (مولکول ها) توسط یک نوع اتم، پیچیده - با انواع مختلف تشکیل می شوند.
شیمیدان خودآموخته جان دالتون (منچستر) در سال 1803 با تکیه برداده های تجربی و با در نظر گرفتن جرم اتم های هیدروژن به عنوان یک واحد متعارف، جرم اتمی نسبی برخی از عناصر را تعیین کردند. تئوری اتمی انگلیسی مرد برای توسعه بیشتر شیمی و فیزیک اهمیت زیادی داشت.
چه کسی الکترون را کشف کرد؟
در آغاز قرن بیستم، تعدادی از داده های تجربی جمع آوری شده بود که پیچیدگی ساختار اتم را اثبات می کرد. اینها عبارتند از پدیده اثر فوتوالکتریک (G. Hertz, A. Stoletov 1887)، کشف کاتد (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) و اشعه ایکس (V. Roentgen, 1895)، رادیواکتیویته (A. بکرل، 1896).
دانشمندانی که با پرتوهای کاتدی کار می کردند به دو اردو تقسیم شدند: برخی ماهیت موجی این پدیده را فرض کردند، برخی دیگر - جسمی. نتایج ملموسی توسط استاد مدرسه عالی عادی (لیل، فرانسه) ژان باپتیست پرن به دست آمد. در سال 1895، او از طریق آزمایشات نشان داد که پرتوهای کاتدی جریانی از ذرات با بار منفی هستند. شاید پرن فیزیکدانی باشد که الکترون را کشف کرد؟
در آستانه چیزهای بزرگ
فیزیکدان و ریاضیدان جورج استونی (دانشگاه سلطنتی ایرلند، دوبلین) در سال 1874 فرضی را در مورد گسستگی الکتریسیته بیان کرد. الکترون در چه سالی و توسط چه کسی کشف شد؟ در جریان کار تجربی روی الکترولیز، این D. Stoney بود که مقدار حداقل بار الکتریکی را تعیین کرد (اما نتیجه به دست آمده (10-20 C) 16 برابر کمتر از واقعی). در سال 1891، یک دانشمند ایرلندی واحد بار الکتریکی اولیه را "الکترون" (از یونانی باستان) نامید."کهربا").
یک سال بعد، هندریک لارنس (دانشگاه لیدن، هلند) مفاد اصلی نظریه الکترونیکی خود را تدوین کرد که بر اساس آن ساختار هر ماده بر اساس بارهای الکتریکی گسسته است. این دانشمندان کاشف ذره به حساب نمی آیند، اما تحقیقات نظری و عملی آنها پایه و اساس مطمئنی برای کشف آینده تامسون شد.
شوق بی امان
در مورد این سوال که چه کسی و چه زمانی الکترون را کشف کرد، دایره المعارف ها پاسخ روشن و بدون ابهام می دهند - جوزف جان تامسون در سال 1897. پس شایستگی فیزیکدان انگلیسی چیست؟
پدر رئیس آینده انجمن سلطنتی لندن یک کتابفروش بود و از کودکی عشق به کلام چاپی و میل به دانش جدید را در پسرش القا کرد. جوزف تامسون، ریاضیدان جوان پس از فارغ التحصیلی از کالج اونز (از سال 1903 - دانشگاه منچستر) و دانشگاه کمبریج در سال 1880، به آزمایشگاه کاوندیش پیوست. مطالعات تجربی این دانشمند جوان را کاملا مجذوب خود کرد. همکاران به خستگی ناپذیری، اراده و اشتیاق فوق العاده او برای کار عملی اشاره کردند.
در سال 1884، در سن 28 سالگی، تامسون به عنوان مدیر آزمایشگاه منصوب شد و جانشین لرد C. Rayleigh شد. تحت رهبری تامسون، آزمایشگاه در 35 سال آینده به یکی از بزرگترین مراکز فیزیک جهان تبدیل شده است. E. Rutherford، N. Bohr، P. Langevin سفر خود را از اینجا شروع کردند.
توجه به جزئیات
تامسون کار خود را در مورد مطالعه پرتوهای کاتدی با بررسی آزمایشات آغاز کرد.پیشینیان او برای بسیاری از آزمایشات، تجهیزات ویژه ای با توجه به نقشه های شخصی مدیر آزمایشگاه ساخته شد. با دریافت تأیید کیفی آزمایشات، تامسون فکر نمی کرد در اینجا متوقف شود. او وظیفه اصلی خود را در تعیین دقیق کمی ماهیت پرتوها و ذرات سازنده آنها می دانست.
لوله جدید که برای آزمایش‌های زیر طراحی شده است، نه تنها شامل کاتد معمولی و الکترودهای شتاب‌دهنده (به شکل صفحات و حلقه‌ها) با ولتاژ انحرافی است. جریان ذرات به صفحه‌ای هدایت می‌شد که با لایه‌ای نازک از ماده پوشیده شده بود که با برخورد ذرات می‌درخشید. قرار بود جریان با اثر ترکیبی میدان های الکتریکی و مغناطیسی کنترل شود.
قطعات یک اتم
پیشگام بودن سخت است. دفاع از اعتقادات خود، که در تضاد با مفاهیمی است که برای هزاران سال ایجاد شده است، حتی دشوارتر است. ایمان به خود، به تیمتان، تامسون را به فردی تبدیل کرد که الکترون را کشف کرد.
تجربه نتایج خیره کننده ای به همراه داشت. جرم ذرات 2 هزار برابر کمتر از جرم یون هیدروژن است. نسبت بار یک جسم به جرم آن به سرعت جریان، خواص ماده کاتد یا ماهیت محیط گازی که تخلیه در آن رخ می دهد بستگی ندارد. نتیجه‌ای پیشنهاد شد که با همه پایه‌ها در تناقض بود: ذرات ذرات جهانی ماده در ترکیب یک اتم هستند. بارها و بارها، تامسون با پشتکار و با دقت نتایج آزمایش ها و محاسبات را بررسی می کرد. وقتی شکی باقی نمانده بود، گزارشی در مورد ماهیت پرتوهای کاتدی به انجمن سلطنتی لندن ارائه شد. در بهار 1897، اتماز تقسیم ناپذیر بودن متوقف شد در سال 1906، جوزف تامسون جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد.
ناشناس یوهان ویچرت
نام Johann Emil Wiechert، استاد ژئوفیزیک در Köningsbör و سپس دانشگاه گوتینگن، محقق لرزه نگاری سیاره ما، در محافل حرفه ای زمین شناسان و جغرافیدانان بیشتر شناخته شده است. اما او برای فیزیکدانان نیز آشناست. این تنها فردی است که علم رسمی به همراه تامسون او را به عنوان کاشف الکترون می شناسد. و برای اینکه کاملاً دقیق باشیم، کار توصیف آزمایشات و محاسبات ویچرت در ژانویه 1897 منتشر شد - چهار ماه زودتر از گزارش انگلیسی. اینکه چه کسی الکترون را کشف کرده است قبلاً از نظر تاریخی مشخص شده است، اما واقعیت همچنان پابرجاست.
برای مرجع: تامسون در هیچ یک از آثار خود از اصطلاح "الکترون" استفاده نکرده است. او از نام "جسم" استفاده کرد.
چه کسی پروتون، نوترون و الکترون را کشف کرد؟
پس از کشف اولین ذره بنیادی، فرضیاتی در مورد ساختار احتمالی اتم ایجاد شد. یکی از اولین مدل ها توسط خود تامسون پیشنهاد شد. او می‌گوید یک اتم مانند یک تکه پودینگ کشمشی است: ذرات منفی در جسمی با بار مثبت جاسازی شده‌اند.
در سال 1911، ارنست رادرفورد (نیوزیلند، بریتانیای کبیر) پیشنهاد کرد که مدل اتم ساختار سیاره ای دارد. دو سال بعد، او فرضیه ای در مورد وجود یک ذره با بار مثبت در هسته یک اتم مطرح کرد و با به دست آوردن آن به صورت تجربی، آن را پروتون نامید.او همچنین حضور یک ذره خنثی با جرم یک پروتون را در هسته پیش بینی کرد (نوترون در سال 1932 توسط دانشمند انگلیسی جی. چادویک کشف شد). در سال 1918، جوزف تامسون مدیریت آزمایشگاه را به ارنست رادرفورد سپرد.
آیا باید گفت که کشف الکترون به ما اجازه داد تا نگاهی تازه به خواص الکتریکی، مغناطیسی و نوری ماده بیندازیم. به سختی می توان نقش تامسون و پیروانش را در توسعه فیزیک اتمی و هسته ای دست بالا گرفت.
