Nel 1897, il fisico britannico Joseph John Thomson (1856-1940) scoprì l'elettrone dopo una serie di esperimenti volti a studiare la natura di una scarica elettrica nel vuoto. Il famoso scienziato ha interpretato le deviazioni del raggio di piastre e magneti caricati elettricamente come una prova che gli elettroni sono molto più piccoli degli atomi.
Il grande fisico e scienziato avrebbe dovuto diventare un ingegnere
Thomson Joseph John, un grande scienziato, fisico e mentore, doveva diventare un ingegnere, come pensava suo padre, ma a quel tempo la famiglia non aveva i mezzi per pagare l'istruzione. Invece, il giovane Thomson frequentò il college a Macester e poi a Cambridge. Nel 1884 fu nominato al prestigioso posto di Professore di Fisica Sperimentale a Cambridge, anche se personalmente svolse pochissimo lavoro sperimentale. Ha scoperto il suo talento per lo sviluppo di hardware e la diagnosi di problemi correlati. Thomson Joseph John era un buon insegnante, ispirava i suoi studenti e donavanotevole attenzione all'ampio problema dello sviluppo della scienza dell'insegnamento nelle università e nelle scuole superiori.
Premio Nobel
Thomson ha ricevuto molti premi diversi, incluso il Premio Nobel per la Fisica nel 1906. Ebbe anche un grande piacere nel vedere alcuni dei suoi collaboratori ricevere i loro premi Nobel, incluso Rutherford per la chimica nel 1908. Numerosi scienziati come William Prout e Norman Lockyer hanno suggerito che gli atomi non sono le particelle più piccole dell'universo e che sono costruiti da unità più fondamentali.
Scoperta dell'elettrone (brevemente)
Nel 1897, Thompson propose che una delle unità di base fosse 1.000 volte più piccola di un atomo, questa particella subatomica divenne nota come l'elettrone. Lo scienziato lo ha scoperto attraverso la sua ricerca sulle proprietà dei raggi catodici. Ha stimato la massa dei raggi catodici misurando il calore generato quando i raggi di transizione termica colpiscono e lo ha confrontato con la deflessione magnetica del raggio. I suoi esperimenti mostrano non solo che i raggi catodici sono 1000 volte più leggeri di un atomo di idrogeno, ma anche che la loro massa era la stessa indipendentemente dal tipo di atomo. Lo scienziato è giunto alla conclusione che i raggi sono composti da particelle molto leggere e con carica negativa, che sono il materiale da costruzione universale per gli atomi. Chiamò queste particelle "corpuscoli", ma in seguito gli scienziati preferirono il nome "elettroni", proposto da George Johnston Stoney nel 1891.
Esperimenti di Thompson
Confrontando la deflessione dei fasci catodici con i campi elettrici e magnetici, il fisico ha ottenuto misurazioni più affidabili della carica e della massa dell'elettrone. L'esperimento di Thomson è stato condotto all'interno di speciali tubi a raggi catodici. Nel 1904 ipotizzò che il modello dell'atomo fosse una sfera di materia positiva in cui la posizione delle particelle è determinata da forze elettrostatiche. Per spiegare la carica generalmente neutra dell'atomo, Thompson suggerì che i corpuscoli fossero distribuiti in un campo uniforme di carica positiva. La scoperta dell'elettrone ha permesso di credere che l'atomo potesse essere diviso in parti ancora più piccole, ed è stato il primo passo verso la creazione di un modello dettagliato dell'atomo.
Cronologia delle scoperte
Joseph John Thomson è ampiamente conosciuto come lo scopritore dell'elettrone. Per la maggior parte della sua carriera, il professore ha lavorato su vari aspetti della conduzione dell'elettricità attraverso i gas. Nel 1897 (l'anno della scoperta dell'elettrone), dimostrò sperimentalmente che i cosiddetti raggi catodici sono in re altà particelle cariche negativamente in movimento.
Molte domande interessanti sono direttamente legate al processo di apertura. È chiaro che la caratterizzazione dei raggi catodici è antecedente a Thomson e diversi scienziati hanno già dato importanti contributi. Possiamo quindi affermare con certezza che fu Thomson a scoprire per primo l'elettrone? Dopotutto, non ha inventato il tubo a vuoto o la presenza di raggi catodici. La scoperta dell'elettrone è un processo puramente cumulativo. Il pioniere accreditato contribuisce in modo più importantecontributo, riassumendo e sistemando tutta l'esperienza accumulata prima di lui.
Tubi a raggi catodici Thomson
La grande scoperta dell'elettrone è stata fatta con attrezzature speciali e in determinate condizioni. Thomson ha condotto una serie di esperimenti utilizzando un elaborato tubo a raggi catodici, che include due piastre, i raggi avrebbero dovuto viaggiare tra di loro. L'annosa controversia sulla natura dei raggi catodici, che sorgono quando una corrente elettrica passa attraverso un recipiente da cui la maggior parte dell'aria è stata evacuata, è stata sospesa.
Questa nave era un tubo a raggi catodici. Utilizzando un metodo del vuoto migliorato, Thomson è stato in grado di argomentare in modo convincente che questi raggi erano composti da particelle, indipendentemente dal tipo di gas e dal tipo di metallo utilizzato come conduttore. Thomson può essere giustamente chiamato l'uomo che ha diviso l'atomo.
Recluso scientifico? Non si tratta di Thomson
Il fisico eccezionale del suo tempo non era affatto un recluso scientifico, come spesso si pensa ai brillanti scienziati. Era il capo amministrativo del Cavendish Laboratory di grande successo. Fu lì che lo scienziato incontrò Rose Elizabeth Paget, che sposò nel 1890.
Thomson non solo ha gestito una serie di progetti di ricerca, ma ha anche finanziato la ristrutturazione delle strutture di laboratorio con scarso sostegno da parte dell'università e dei college. Era talentuosoinsegnante. Le persone che raccolse intorno a lui dal 1895 al 1914 provenivano da tutto il mondo. Alcuni di loro hanno vinto sette premi Nobel sotto di lui.
Fu mentre lavorava con Thomson al Cavendish Laboratory nel 1910 che Ernest Rutherford condusse una ricerca che portò alla comprensione moderna della struttura interna dell'atomo.
Thomson ha preso molto sul serio il suo insegnamento: al mattino teneva regolarmente conferenze alle elementari e il pomeriggio insegnava scienze agli studenti laureati. Lo scienziato ha ritenuto la dottrina utile per il ricercatore, poiché richiede di rivedere periodicamente le idee di base e allo stesso tempo di lasciare spazio alla possibilità di scoprire qualcosa di nuovo a cui nessuno prima aveva prestato attenzione. La storia della scoperta dell'elettrone lo conferma chiaramente. Thompson ha dedicato la maggior parte della sua attività scientifica allo studio del passaggio di particelle di corrente elettricamente cariche attraverso gas rarefatti e spazio vuoto. Fu impegnato nello studio del catodo e dei raggi X e diede un enorme contributo allo studio della fisica atomica. Inoltre, Thomson sviluppò anche una teoria del moto degli elettroni nei campi magnetici ed elettrici.
