DŽOZEFS TOMASS: BIOGRĀFIJA UN IEGULDĪJUMS ZINĀTNĒ UN ĶĪMIJĀ - ĶĪMIJA - 2025

Džozefs Džons Tomssons bija ievērojams ķīmiķis dažādiem ieguldījumiem, piemēram, elektronu, tā atomu modeļa, izotopu atklāšanas vai katodstaru eksperimenta atklāšanai.

Viņš dzimis Četamhilas kalnā, Mančesteras apgabalā, Anglijā, 1856. gada 18. decembrī. Pazīstams arī kā “JJ” Thomson, viņš studēja inženierzinātnes Owens koledžā, kas tagad ir Mančestras universitātes daļa, un vēlāk matemātiku Kembridžā.

1890. gadā Dž. Dž. Thomsons apprecējās ar ārsta sera Eduarda Džordža Pedžeta meitu Rozu Elizabeti Pagetu, ar kuru viņam bija divi bērni: meitene, vārdā Džanana Pedžeta Tomsa, un zēns Džordžs Pets Tomassons.

Pēdējais kļūtu par slavenu zinātnieku, par darbu ar elektroniem 1937. gadā iegūstot Nobela prēmiju fizikā.

Jau no mazotnes Thomsons pētījumos koncentrējās uz atomu struktūru, tādējādi starp daudziem citiem ieguldījumiem atklāja elektronu un izotopu esamību.

1906. gadā Thomsons saņēma Nobela prēmiju fizikā, "kā atzinību par viņa teorētisko un eksperimentālo pētījumu par elektrības vadīšanu caur gāzēm lielajiem nopelniem", kā arī daudzas citas balvas par viņa darbu. (viens)

1908. gadā viņš tika bruņots ar Lielbritānijas kroni un kalpoja par fizikas goda profesoru Kembridžā un Karaliskajā institūtā Londonā.

Viņš nomira 1940. gada 30. augustā 83 gadu vecumā Kembridžas pilsētā, Apvienotajā Karalistē. Fiziku apglabāja Vestminsteras abatijā, netālu no sera Īzaka Ņūtona kapa. (divi)

Tomsona galvenais ieguldījums zinātnē

Elektrona atklāšana

1897. gadā Dž. Thomsons atklāja jaunu, par ūdeņradi vieglāku daļiņu, kuru sauca par "elektronu".

Ūdeņradis tika uzskatīts par atoma svara mērvienību. Līdz tam brīdim atoms bija mazākais matērijas sadalījums.

Šajā ziņā Thomsons bija pirmais, kurš atklāja negatīvi lādētas asinsvadu subatomiskās daļiņas.

Tomsa atoma modelis

Thomsona atomu modelis bija struktūra, kuru angļu fiziķis attiecināja uz atomiem. Zinātniekam atomi bija pozitīva lādiņa sfēra.

Tur tika iestrādāti negatīvā lādiņa elektroni, kas vienmērīgi sadalīti uz šī pozitīvā lādiņa mākoņa, tas ir, tas neitralizē atoma masas pozitīvo lādiņu.

Šis jaunais modelis aizstāj modeli, ko izstrādājis Daltons, un vēlāk to atspēkos Rutherfords, Tomsona māceklis Cavendish Laboratories, Kembridža.

Atomu atdalīšana

Tomssons izmantoja pozitīvos vai anodiskos starus, lai atdalītu dažādu masu atomus. Šī metode ļāva viņam aprēķināt katra atoma pārvadāto elektrību un molekulu skaitu uz kubikcentimetru.

Spēja sadalīt dažādu masu un lādiņu atomus, fiziķis atklāja izotopu esamību. Arī šādā veidā ar savu pozitīvo staru pētījumu viņš guva ievērojamu progresu masu spektrometrijas virzienā.

Izotopu atklāšana

Dž. Thomsons atklāja, ka neona joniem ir dažādas masas, tas ir, atšķirīgs atomu svars. Tādējādi Thomsons parādīja, ka neonam ir divi izotopu apakštipi - neons-20 un neons-22.

Izotopi, kas pētīti līdz šai dienai, ir viena un tā paša elementa atomi, bet to kodoliem ir atšķirīgs masu skaits, jo to centrā ir atšķirīgs neitronu daudzums.

Katodstaru eksperimenti

Katodu stari ir elektronu plūsmas vakuuma mēģenēs, tas ir, stikla lampas ar diviem elektrodiem, vienu pozitīvu un vienu negatīvu.

Kad negatīvais elektrods, ko sauc arī par katodu, tiek uzkarsēts, tas izstaro starojumu, kas taisnā virzienā ir vērsts uz pozitīvo elektrodu vai anodu, ja tajā nav magnētiskā lauka.

Ja mēģenes stikla sienas ir pārklātas ar dienasgaismas materiālu, katodu trieciens pret šo slāni rada gaismas projekciju.

Thomsons izpētīja katoda staru izturēšanos un nonāca pie secinājumiem, ka stari pārvietojās taisni.

Arī tas, ka šie stari var tikt novirzīti no viņu ceļa ar magnēta, tas ir, magnētiskā lauka, klātbūtni. Turklāt stari varēja kustināt asmeņus ar cirkulējošo elektronu masas spēku, tādējādi parādot, ka elektroniem ir masa.

Dž. Thomsons eksperimentēja ar gāzes mainīšanu katodstaru lampas iekšpusē, bet nemainīja elektronu izturēšanos. Arī katoda stari sakarst objektus, kas nokļuvuši starp elektrodiem.

Noslēgumā Thomsons parādīja, ka katoda stariem ir viegla, mehāniska, ķīmiska un termiska iedarbība.

Katodstaru lampas un to gaismas īpašības bija izšķirošas, lai vēlāk izgudrotu cauruļu televīziju (CTR) un videokameras.

Masas spektrometrs

Dž. Thomsons izveidoja pirmo pieeju masu spektrometram . Šis rīks ļāva zinātniekam izpētīt katodstaru lampu masas / lādiņa attiecību un izmērīt, cik daudz tās novirzās magnētiskā lauka ietekmē, un enerģijas daudzumu, ko tās pārvadā.

Ar šo pētījumu viņš nonāca pie secinājuma, ka katoda stari sastāv no negatīvi lādētiem asinsķermenīšiem, kas atrodas atomu iekšpusē, tādējādi postulējot atoma dalāmību un radot elektronu attēlu.

Arī masas spektrometrijas attīstība turpinājās līdz mūsdienām, attīstoties dažādām metodēm elektronu atdalīšanai no atomiem.

Turklāt Thomsons bija pirmais, kurš 1893. gadā ieteica pirmo viļņvadu . Šis eksperiments sastāvēja no elektromagnētisko viļņu izplatīšanās kontrolētā cilindriskā dobumā, ko 1897. gadā pirmo reizi veica lords Raileigh, cits Nobela prēmijas fizikas laureāts.

Viļņvadus nākotnē plaši izmantos arī šodien, izmantojot datu pārraidi un optisko šķiedru.

Tomsona mantojums

Thomson (Th) tika izveidots kā masas lādiņa mērvienība masu spektrometrijā, ko par godu Thomson ierosināja ķīmiķi Cooks un Rockwood.

Šis paņēmiens ļauj noteikt vielas molekulu sadalījumu pēc to masas un pēc tam noteikt, kuras no tām atrodas vielas paraugā.

Tomsona formula (Th):

Izcili darbi

• Elektroenerģijas izmešana caur gāzēm, elektroenerģijas vadīšana caur gāzēm (1900).
• Matērijas asinsķermenīšu teorija, elektrons ķīmijā un atmiņās un pārdomās (1907).
• Aiz elektroniem (1928).

Atsauces

1. Nobel Media AB (2014). Dž. Tomssons - biogrāfisks. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Elektrības vadīšana caur gāzēm. Kembridža, University Press, 1903.
3. Menčaka Roša, Arturo. Elementāru daļiņu diskrētais šarms.
4. Kristens, Hanss Rūdolfs, Vispārīgās un neorganiskās ķīmijas pamati, 1. sējums. Barselona, ​​Spānija. Ediciones Reverté SA, 1986. gads.
5. Arzani, Aurora Cortina, vispārīgā elementārā ķīmija. Meksika, Redakcija Porrúa, 1967.
6. RG pavāri, AL Rockwood. Ātrā komun. Masu spektrom. 5, 93 (1991).