JOSEPH THOMSON: BIOGRAFI OCH BIDRAG TILL VETENSKAP OCH KEMI - KEMI - 2025

Joseph John Thomson var en enastående kemist för olika bidrag, såsom upptäckten av elektron, dess atommodell, upptäckten av isotoper eller katodstrålexperimentet.

Han föddes i Cheetam Hill, ett distrikt i Manchester, England, 18 december 1856. Även känd som "JJ" Thomson, studerade han ingenjör vid Owens College, nu en del av University of Manchester, och senare matematik på Cambridge.

År 1890 gifte sig JJ Thomson med Rose Elizabeth Paget, dotter till läkaren Sir Edward George Paget, med vilken han hade två barn: en flicka, med namnet Joan Paget Thomson, och en pojke, George Paget Thomson.

Den senare skulle bli en berömd forskare och fick 1937 ett Nobelpris i fysik för sitt arbete med elektroner.

Från en ung ålder fokuserade Thomson sina studier på atomernas struktur och upptäckte förekomsten av elektroner och isotoper bland många andra bidrag.

År 1906 fick Thomson Nobelpriset i fysik, "i erkännande av den stora förtjänsten av hans teoretiska och experimentella forskning om ledning av elektricitet genom gaser", bland många andra utmärkelser för hans arbete. (ett)

1908 blev han riddare av den brittiska kronan och tjänade som hedersprofessor för fysik i Cambridge och vid Royal Institute, London.

Han dog den 30 augusti 1940, 83 år gammal, i staden Cambridge, Storbritannien. Fysiker begravdes i Westminster Abbey, nära Sir Isaac Newtons grav. (två)

Thomsons huvudsakliga bidrag till vetenskapen

Upptäckten av elektronen

År 1897 upptäckte JJ Thomson en ny partikel som är lättare än väte, som fick namnet "elektron."

Väte betraktades som en måttenhet för atomvikt. Fram till det ögonblicket var atomen den minsta delen av materien.

I detta avseende var Thomson den första som upptäckte negativt laddade corpuskulära subatomära partiklar.

Thomsons atommodell

Thomsons atommodell var strukturen som den engelska fysikern tillskrev atomer. För forskaren var atomer en sfär med positiv laddning.

Där inbäddades elektronerna med negativ laddning enhetligt på det molnet med positiv laddning, det vill säga, som neutraliserar den positiva laddningen av atomens massa.

Denna nya modell ersätter den som utvecklats av Dalton och kommer senare att motbevisas av Rutherford, en lärjunge av Thomson vid Cavendish Laboratories, Cambridge.

Atomseparation

Thomson använde positiva eller anodiska strålar för att separera atomer med olika massor. Denna metod gjorde det möjligt för honom att beräkna den elektricitet som transporteras av varje atom och antalet molekyler per kubikcentimeter.

Genom att kunna dela upp atomer med olika massa och laddning upptäckte fysikern förekomsten av isotoper. Även på detta sätt, med sin studie av positiva strålar, producerade han ett stort framsteg mot masspektrometri.

Upptäckt av isotoper

JJ Thomson upptäckte att neonjoner hade olika massor, det vill säga olika atomvikter. Således visade Thomson att neon har två subtyper av isotoper, neon-20 och neon-22.

Isotoper, studerade till denna dag, är atomer av samma element men deras kärnor har olika massantal, eftersom de består av olika mängder neutroner i deras centrum.

Katodstrålexperiment

Katodstrålar är strömmar av elektroner i vakuumrör, det vill säga glasrör med två elektroder, en positiv och en negativ.

När den negativa elektroden, eller även kallad katod, upphettas, avger den strålning som är riktad mot den positiva elektroden, eller anoden, i en rak linje om inget magnetfält finns i den banan.

Om glasväggarna i röret är täckta med lysrör, ger katodernas träff mot det skiktet projektionen av ljus.

Thomson studerade beteendet hos katodstrålar och kom till slutsatsen att strålarna reste i raka linjer.

Även att dessa strålar kunde avledas från deras väg genom närvaron av en magnet, det vill säga ett magnetfält. Dessutom kunde strålarna förflytta bladen med kraften i massan hos de cirkulerande elektronerna, vilket visade att elektronerna hade massa.

JJ Thomson experimenterade med att variera gasen inuti katodstråleröret men varierade inte elektronernas beteende. Katodstrålar upphettade också föremål som kom i vägen mellan elektroder.

Sammanfattningsvis visade Thomson att katodstrålar hade ljusa, mekaniska, kemiska och termiska effekter.

Katodstrålerör och deras ljusegenskaper var avgörande för den senare uppfinningen av rörtelevision (CTR) och videokameror.

Masspektrometer

JJ Thomson skapade en första inställning till masspektrometern . Detta verktyg gjorde det möjligt för forskaren att studera mass / laddningsförhållandet för katodstrålerör och att mäta hur mycket de avböjs av påverkan av ett magnetfält och mängden energi de bär.

Med denna forskning kom han till slutsatsen att katodstrålar var sammansatta av negativt laddade kroppar, som är inuti atomer, och därmed postulerar atomens delbarhet och gav upphov till elektronens figur.

Dessutom fortsatte framstegen inom masspektrometri fram till idag och utvecklades till olika metoder för att separera elektroner från atomer.

Dessutom var Thomson den första som föreslog den första vågledaren 1893. Detta experiment bestod av förökande elektromagnetiska vågor i ett kontrollerat cylindriskt hålrum, som först utfördes 1897 av Lord Rayleigh, en annan nobelpristagare i fysik.

Vågledare skulle i stor utsträckning användas i framtiden, även idag med dataöverföring och fiberoptik.

Thomsons arv

Thomson (Th) inrättades som en massladdningsenhet i masspektrometri, föreslagna av kemisterna Cooks och Rockwood, för att hedra Thomson.

Denna teknik gör det möjligt att bestämma fördelningen av molekylerna i ett ämne i enlighet med deras massa och, genom detta, känna igen vilka som finns i ett provmaterial.

Thomsons formel (Th):

Enastående verk

• Diskargen av elektricitet genom gaser, ledning av elektricitet genom gaser (1900).
• The Corpuscular Theory of Matter, The Electron in Chemistry and Recollections and Reflections (1907).
• Beyond the Electron (1928).

referenser

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biografiskt. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., ledning av elektricitet genom gaser. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Elementära partiklarnas diskreta charm.
4. Christen, Hans Rudolf, Grundläggande för allmän och oorganisk kemi, bind 1. Barcelona, ​​Spanien. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, General Elemental Chemistry. Mexiko, Redaktion Porrúa, 1967.
6. RG Cooks, AL Rockwood. Snabbkommun. Mass Spectrom. 5, 93 (1991).