JOSEPH THOMSON: BIOGRAFIA A PRÍSPEVKY K VEDE A CHÉMII - CHÉMIA - 2026

Joseph John Thomson bol vynikajúcim chemikom pre rôzne príspevky, ako napríklad objav elektrónu, jeho atómový model, objav izotopov alebo experiment s katódovým lúčom.

Narodil sa v Cheetam Hill v okrese Manchester v Anglicku 18. decembra 1856. Tiež známy ako „JJ“ Thomson, študoval inžinierstvo na Owens College, teraz súčasť University of Manchester, a neskôr matematiku na Cambridge.

V roku 1890 sa JJ Thomson oženil s Rose Elizabeth Paget, dcérou lekára Sira Edwarda George Pageta, s ktorým mal dve deti: dievča menom Joan Paget Thomson a chlapec George Paget Thomson.

Ten by sa stal slávnym vedcom a získal v roku 1937 Nobelovu cenu za fyziku za prácu s elektrónmi.

Od mladého veku sa Thomson zameriaval na štúdium štruktúry atómov, a tak okrem iného objavil existenciu elektrónov a izotopov.

V roku 1906 získal Thomson Nobelovu cenu za fyziku, „ako uznanie za veľkú zásluhu svojho teoretického a experimentálneho výskumu v oblasti vedenia elektrickej energie cez plyny“, za mnohé ďalšie ocenenia za svoju prácu. (Jedna)

V roku 1908 bol rytierom britskej koruny a pôsobil ako čestný profesor fyziky v Cambridge a na Kráľovskom inštitúte v Londýne.

Zomrel 30. augusta 1940 vo veku 83 rokov v meste Cambridge vo Veľkej Británii. Fyzik bol pochovaný v opátstve Westminster, neďaleko hrobu sira Isaaca Newtona. (dva)

Thomsonove hlavné príspevky k vede

Objav elektrónu

V roku 1897 objavil JJ Thomson novú časticu ľahšiu ako vodík, ktorá sa volala „elektrón“.

Vodík sa považoval za jednotku merania atómovej hmotnosti. Dovtedy bol atóm najmenším rozdelením hmoty.

V tomto zmysle bol Thomson prvý, kto objavil negatívne nabité korpuskulárne subatomické častice.

Thomsonov atómový model

Thomsonov atómový model bol štruktúrou, ktorú anglický fyzik pripisoval atómom. Pre vedca boli atómy sférou pozitívneho náboja.

Tam boli vložené elektróny záporného náboja rovnomerne rozmiestnené v tomto oblaku pozitívneho náboja, to znamená, že neutralizujú kladný náboj hmoty atómu.

Tento nový model nahrádza model vyvinutý Daltonom a neskôr ho vyvráti Rutherford, žiak Thomsona v Cavendish Laboratories, Cambridge.

Atomová separácia

Thomson použil pozitívne alebo anodické lúče na oddelenie atómov rôznych hmotností. Táto metóda mu umožnila vypočítať elektrinu prenášanú každým atómom a počet molekúl na kubický centimeter.

Fyzik tým, že bol schopný rozdeliť atómy rôznej hmotnosti a náboja, objavil existenciu izotopov. Aj týmto spôsobom vďaka štúdiu pozitívnych lúčov dosiahol veľký pokrok smerom k hmotnostnej spektrometrii.

Objav izotopov

JJ Thomson objavil, že neónové ióny mali rôzne hmotnosti, to znamená rôzne atómové hmotnosti. Takto Thomson ukázal, že neón má dva podtypy izotopov, neón-20 a neón-22.

Izotopy, študované dodnes, sú atómy toho istého prvku, ale ich jadrá majú rôzne hmotnostné čísla, pretože sú zložené z rôznych množstiev neutrónov v ich strede.

Experimenty s katódovým lúčom

Katódové lúče sú prúdy elektrónov vo vákuových trubiciach, to znamená sklenené trubice s dvoma elektródami, jedna kladná a jedna záporná.

Keď je záporná elektróda alebo tiež nazývaná katóda zahrievaná, vyžaruje žiarenie, ktoré je nasmerované na kladnú elektródu alebo anódu v priamke, ak v tejto ceste nie je prítomné magnetické pole.

Ak sú sklenené steny trubice pokryté fluorescenčným materiálom, zásah katód proti tejto vrstve vyvolá premietanie svetla.

Thomson študoval chovanie katódových lúčov a dospel k záveru, že lúče sa pohybujú rovnomerne.

Tiež, aby tieto lúče mohli byť odklonené od ich dráhy prítomnosťou magnetu, to znamená magnetického poľa. Okrem toho lúče mohli pohybovať lopatkami silou hmoty cirkulujúcich elektrónov, čo ukazuje, že elektróny mali hmotnosť.

JJ Thomson experimentoval s menením plynu vo vnútri trubice katódového lúča, ale nemenil chovanie elektrónov. Katódové lúče tiež zahrievajú predmety, ktoré sa dostali medzi elektródy.

Na záver Thomson preukázal, že katódové lúče majú ľahké, mechanické, chemické a tepelné účinky.

Katódové trubice a ich svetelné vlastnosti boli rozhodujúce pre neskorší vynález trubicovej televízie (CTR) a videokamier.

Hmotnostný spektrometer

JJ Thomson vytvoril prvý prístup k hmotnostnému spektrometru . Tento nástroj umožnil vedcovi študovať pomer hmotnosti a náboja elektróniek s katódovým žiarením a zmerať, koľko sa odchyľujú pod vplyvom magnetického poľa a množstva energie, ktorú nesú.

Týmto výskumom dospel k záveru, že katódové lúče sa skladajú z negatívne nabitých teliesok, ktoré sú vo vnútri atómov, a tak predpokladajú deliteľnosť atómu a vedú k číslu elektrónu.

Pokroky v hmotnostnej spektrometrii pokračovali až do súčasnosti a vyvíjali sa rôznymi metódami na oddelenie elektrónov od atómov.

Thomson bol prvým, ktorý navrhol prvý vlnovod v roku 1893. Tento experiment spočíval v šírení elektromagnetických vĺn v kontrolovanej valcovej dutine, ktorú prvýkrát vykonal v roku 1897 Lord Rayleigh, ďalší laureát Nobelovej ceny za fyziku.

Vlnovody by sa v budúcnosti široko využívali, dokonca aj dnes, pri prenose údajov a optických vláknach.

Thomsonov odkaz

Thomson (Th) bol založený ako jednotka merania hmotnosti v hmotnostnej spektrometrii, ktorú navrhli chemici Cooks a Rockwood na počesť Thomsona.

Táto technika umožňuje určiť distribúciu molekúl látky podľa ich hmotnosti a podľa toho rozpoznať, ktoré z nich sú prítomné vo vzorke látky.

Thomsonov vzorec (Th):

Vynikajúce práce

• Vypúšťanie elektriny cez plyny, vedenie elektriny cez plyny (1900).
• Korpuskulárna teória hmoty, elektrón v chémii a vzpomienky a úvahy (1907).
• Beyond the Electron (1928).

Referencie

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - životopis. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Vedenie elektriny plynmi. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Diskrétne kúzlo elementárnych častíc.
4. Christen, Hans Rudolf, Základy všeobecnej a anorganickej chémie, zväzok 1. Barcelona, ​​Španielsko. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, Všeobecná elementárna chémia. Mexico, Editorial Porrúa, 1967.
6. RG Cooks, AL Rockwood. Rapid Commun. Hmotnostné spektrum. 5, 93 (1991).