JOSEPH THOMSON: BIOGRAFI OG BIDRAG TIL VIDENSKAB OG KEMI - KEMI - 2025

Joseph John Thomson var en fremragende kemiker for forskellige bidrag, såsom opdagelsen af ​​elektronet, dets atommodel, opdagelsen af ​​isotoper eller katodestråleeksperimentet.

Han blev født i Cheetam Hill, et distrikt i Manchester, England, den 18. december 1856. Også kendt som ”JJ” Thomson studerede han ingeniørvidenskab ved Owens College, nu en del af University of Manchester, og senere matematik på Cambridge.

I 1890 giftede JJ Thomson sig med Rose Elizabeth Paget, datter af lægen Sir Edward George Paget, som han havde to børn med: en pige ved navn Joan Paget Thomson og en dreng, George Paget Thomson.

Sidstnævnte ville blive en berømt videnskabsmand, der i 1937 opnåede en Nobelpris i fysik for sit arbejde med elektroner.

Fra en ung alder fokuserede Thomson sine studier på atomenes struktur og opdagede eksistensen af ​​elektroner og isotoper blandt mange andre bidrag.

I 1906 modtog Thomson Nobelprisen i fysik, "i anerkendelse af den store fortjeneste ved hans teoretiske og eksperimentelle forskning i ledning af elektricitet gennem gasser", blandt mange andre priser for hans arbejde. (en)

I 1908 blev han ridder af den britiske krone og tjente som æresprofessor i fysik ved Cambridge og ved Royal Institute, London.

Han døde den 30. august 1940 i en alder af 83 år i byen Cambridge, Storbritannien. Fysikeren blev begravet i Westminster Abbey, nær graven til Sir Isaac Newton. (to)

Thomsons vigtigste bidrag til videnskab

Opdagelse af elektronet

I 1897 opdagede JJ Thomson en ny partikel, der er lettere end brint, der blev benævnt "elektron."

Hydrogen blev betragtet som en måleenhed for atomvægt. Indtil det øjeblik var atomet den mindste deling af stof.

I denne forstand var Thomson den første til at opdage negativt ladede corpuskulære subatomære partikler.

Thomsons atommodel

Thomsons atommodel var strukturen, som den engelske fysiker tilskrev atomer. For forskeren var atomer en sfære med positiv ladning.

Der blev elektronerne med negativ ladning fordelt ensartet på den sky af positiv ladning indlejret, det vil sige, der neutraliserer den positive ladning af atomens masse.

Denne nye model erstatter den, der er udviklet af Dalton og vil senere blive tilbagevist af Rutherford, en discipel af Thomson ved Cavendish Laboratories, Cambridge.

Atomadskillelse

Thomson brugte positive eller anodiske stråler til at adskille atomer i forskellige masser. Denne metode gjorde ham i stand til at beregne den elektricitet, der transporteres af hvert atom, og antallet af molekyler pr. Kubikcentimeter.

Ved at være i stand til at opdele atomer med forskellig masse og ladning opdagede fysikeren eksistensen af ​​isotoper. Også på denne måde producerede han med sin undersøgelse af positive stråler et stort fremskridt hen imod massespektrometri.

Opdagelse af isotoper

JJ Thomson opdagede, at neonioner havde forskellige masser, dvs. forskellige atomvægte. Sådan viste Thomson, at neon har to undertyper af isotoper, neon-20 og neon-22.

Isotoper, studeret indtil i dag, er atomer af det samme element, men deres kerner har forskellige massetal, da de er sammensat af forskellige mængder af neutroner i deres centrum.

Katodestråleeksperimenter

Katodestråler er strømme af elektroner i vakuumrør, dvs. glasrør med to elektroder, en positiv og en negativ.

Når den negative elektrode, eller også kaldet katoden, opvarmes, udsender den stråling, der er rettet mod den positive elektrode, eller anoden, i en lige linje, hvis der ikke er noget magnetisk felt i denne bane.

Hvis glassets vægge er dækket med lysstofrør, frembringer katodernes hit mod dette lag projektionen af ​​lys.

Thomson studerede opførelsen af ​​katodestråler og kom til konklusionerne om, at strålerne kørte i lige linjer.

Også at disse stråler kunne ledes fra deres vej ved tilstedeværelsen af ​​en magnet, det vil sige et magnetfelt. Derudover kunne strålerne bevæge knivene med massen af ​​de cirkulerende elektroners masse og således demonstrere, at elektronerne havde masse.

JJ Thomson eksperimenterede med at variere gassen inde i katodestrålerøret, men varierede ikke elektronernes opførsel. Også katodestråler opvarmede genstande, der kom i vejen mellem elektroder.

Som konklusion havde Thomson vist, at katodestråler havde lette, mekaniske, kemiske og termiske virkninger.

Katodestrålerør og deres lysegenskaber var afgørende for den senere opfindelse af rør-tv (CTR) og videokameraer.

Massespektrometer

JJ Thomson skabte en første tilgang til massespektrometeret. Dette værktøj gjorde det muligt for forskeren at undersøge masse / ladningsforholdet for katodestrålerør og måle, hvor meget de afviger under påvirkning af et magnetfelt og den mængde energi, de bærer.

Med denne undersøgelse kom han til den konklusion, at katodestråler var sammensat af negativt ladede kropuskler, som er inde i atomer, hvilket således postulerer atomets deling og giver anledning til elektronets figur.

Fremskridt inden for massespektrometri fortsatte også indtil i dag og udviklede sig til forskellige metoder til at adskille elektroner fra atomer.

Derudover var Thomson den første, der antydede den første bølgeleder i 1893. Dette eksperiment bestod af forplantning af elektromagnetiske bølger i et kontrolleret cylindrisk hulrum, som først blev udført i 1897 af Lord Rayleigh, en anden Nobelprisvinder i fysik.

Bølgeledere vil blive udbredt i fremtiden, selv i dag med dataoverførsel og fiberoptik.

Thomsons arv

Thomson (Th) blev etableret som en masse-ladningsenhed i massespektrometri, foreslået af kemikerne Cooks og Rockwood, til ære for Thomson.

Denne teknik gør det muligt at bestemme fordelingen af ​​molekylerne i et stof i henhold til deres masse og for at genkende dette, som er til stede i en prøve af stof.

Thomsons formel (Th):

Fremragende værker

• Forskydningen af ​​elektricitet gennem gasser, ledning af elektricitet gennem gasser (1900).
• Den Corpuscular Theory of Matter, The Electron in Chemistry and Recollections and Reflections (1907).
• Beyond the Electron (1928).

Referencer

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biografisk. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., ledning af elektricitet gennem gasser. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo. Elementære partiklers diskrete charme.
4. Christen, Hans Rudolf, Fundamentals of General and Uorganic Chemistry, bind 1. Barcelona, ​​Spanien. Ediciones Reverté SA, 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, General Elemental Chemistry. Mexico, Redaktion Porrúa, 1967.
6. RG Cooks, AL Rockwood. Rapid Commun. Massespektrom. 5, 93 (1991).