Il dibattito su chi ha scoperto l'elettrone non si è placato finora. Nel ruolo dello scopritore della particella elementare, oltre a Joseph Thomson, alcuni storici della scienza vedono Hendrik Lorentz e Peter Zeeman, altri - Emil Wiechert, altri ancora - Philip Lenard. Allora, chi è lo scienziato che ha scoperto l'elettrone?
Atom significa indivisibile
Il concetto di "atomo" è stato introdotto nell'uso dai filosofi. L'antico pensatore greco Leucippo nel V secolo a. C. e. ha suggerito che tutto nel mondo è composto da minuscole particelle. Il suo allievo - Democrito, li chiamò atomi. Secondo il filosofo, gli atomi sono i "mattoni" dell'universo, indivisibili ed eterni. Le proprietà delle sostanze dipendono dalla loro forma e struttura esterna: gli atomi dell'acqua che scorre sono lisci, quelli del metallo hanno denti profilati che conferiscono durezza al corpo.
L'eccezionale scienziato russo M. V. Lomonosov, il fondatore della teoria atomico-molecolare, credeva che nella composizione di sostanze semplici, i corpuscoli (molecole) fossero formati da un tipo di atomi, complessi - da tipi diversi.
Il chimico autodidatta John D alton (Manchester) nel 1803, basandosi sudati sperimentali e, prendendo la massa degli atomi di idrogeno come unità convenzionale, ha stabilito le masse atomiche relative di alcuni elementi. La teoria atomistica dell'inglese fu di grande importanza per l'ulteriore sviluppo della chimica e della fisica.
Chi ha scoperto l'elettrone?
All'inizio del 20° secolo, un certo numero di dati sperimentali era stato accumulato, dimostrando la complessità della struttura dell'atomo. Questi includono il fenomeno dell'effetto fotoelettrico (G. Hertz, A. Stoletov 1887), la scoperta del catodo (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) e dei raggi X (V. Roentgen, 1895), la radioattività (A Becquerel, 1896).
Gli scienziati che hanno lavorato con i raggi catodici si sono divisi in due campi: alcuni ipotizzavano la natura ondulatoria del fenomeno, altri - corpuscolare. Risultati tangibili sono stati raggiunti dal professore della Scuola Normale Superiore (Lille, Francia) Jean Baptiste Peren. Nel 1895 dimostrò attraverso esperimenti che i raggi catodici sono un flusso di particelle cariche negativamente. Forse Peren è il fisico che ha scoperto l'elettrone?
Sulla soglia di grandi cose
Il fisico e matematico George Stoney (Royal Irish University, Dublino) nel 1874 espresse un'ipotesi sulla discrezione dell'elettricità. In che anno e da chi è stato scoperto l'elettrone? Nel corso del lavoro sperimentale sull'elettrolisi, è stato D. Stoney a determinare il valore della carica elettrica minima (tuttavia, il risultato ottenuto (10-20 C) è stato 16 volte inferiore a quello effettivo). Nel 1891, uno scienziato irlandese chiamò l'unità di carica elettrica elementare "elettrone" (dal greco antico"ambra").
Un anno dopo, Hendrik Lawrence (Leiden University, Paesi Bassi) formulò le disposizioni principali della sua teoria elettronica, secondo la quale la struttura di qualsiasi sostanza si basa su cariche elettriche discrete. Questi scienziati non sono considerati gli scopritori della particella, ma la loro ricerca teorica e pratica è diventata una base affidabile per la futura scoperta di Thomson.
Entusiasta implacabile
Sulla domanda su chi e quando ha scoperto l'elettrone, le enciclopedie danno una risposta chiara e inequivocabile - Joseph John Thomson nel 1897. Allora qual è il merito del fisico inglese?
Il padre del futuro presidente della Royal Society of London era un libraio e fin dall'infanzia ha instillato in suo figlio l'amore per la parola stampata e il desiderio di nuove conoscenze. Dopo essersi laureato all'Owens College (dal 1903 - l'Università di Manchester) e all'Università di Cambridge nel 1880, il giovane matematico Joseph Thomson si unì al Cavendish Laboratory. Gli studi sperimentali hanno completamente affascinato il giovane scienziato. I colleghi hanno notato la sua instancabilità, determinazione e straordinario entusiasmo per il lavoro pratico.
Nel 1884, all'età di 28 anni, Thomson fu nominato Direttore del Laboratorio, succedendo a Lord C. Rayleigh. Sotto la guida di Thomson, il laboratorio nei prossimi 35 anni è diventato uno dei più grandi centri della fisica mondiale. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin hanno iniziato il loro viaggio da qui.
Attenzione ai dettagli
Thomson iniziò il suo lavoro sullo studio dei raggi catodici controllando esperimentisuoi predecessori. Per molti esperimenti sono state realizzate attrezzature speciali secondo i disegni personali del direttore del laboratorio. Avendo ricevuto la conferma qualitativa degli esperimenti, Thomson non ha pensato di fermarsi qui. Vedeva il suo compito principale nell'esatta determinazione quantitativa della natura dei raggi e delle loro particelle costituenti.
Il nuovo tubo, progettato per i successivi esperimenti, includeva non solo il consueto catodo e gli elettrodi acceleratori (sotto forma di piastre e anelli) con una tensione di deflessione. Il flusso di corpuscoli era diretto verso uno schermo ricoperto da un sottile strato di materia che brillava quando le particelle colpivano. Il flusso doveva essere controllato dall'effetto combinato di campi elettrici e magnetici.
Parti di un atomo
È difficile essere un pioniere. È ancora più difficile difendere le proprie convinzioni, che sono contrarie ai concetti stabiliti da millenni. La fiducia in te stesso, nella tua squadra, ha reso Thomson la persona che ha scoperto l'elettrone.
L'esperienza ha dato risultati sorprendenti. La massa delle particelle si è rivelata 2mila volte inferiore a quella degli ioni idrogeno. Il rapporto tra la carica di un corpuscolo e la sua massa non dipende dalla portata, dalle proprietà del materiale catodico o dalla natura del mezzo gassoso in cui avviene la scarica. È stata suggerita una conclusione che contraddiceva tutti i fondamenti: i corpuscoli sono particelle universali di materia nella composizione di un atomo. Di volta in volta, Thomson ha controllato diligentemente e attentamente i risultati di esperimenti e calcoli. Quando non c'erano più dubbi, fu fatto un rapporto sulla natura dei raggi catodici alla Royal Society di Londra. Nella primavera del 1897, l'atomocessato di essere indivisibile. Nel 1906 Joseph Thomson ricevette il Premio Nobel per la Fisica.
Johann Wiechert sconosciuto
Il nome di Johann Emil Wiechert, professore di geofisica a Köningsbör e poi all'Università di Göttingen, ricercatore della sismografia del nostro pianeta, è meglio conosciuto negli ambienti professionali di geologi e geografi. Ma è anche familiare ai fisici. Questa è l'unica persona che la scienza ufficiale, insieme a Thomson, riconosce come lo scopritore dell'elettrone. E per essere assolutamente precisi, l'opera che descrive gli esperimenti ei calcoli di Wiechert fu pubblicata nel gennaio 1897, quattro mesi prima del rapporto dell'inglese. Chi ha scoperto l'elettrone è già stato storicamente deciso, ma il fatto rimane.
Per riferimento: Thomson non ha usato il termine "elettrone" in nessuna delle sue opere. Ha usato il nome "corpuscoli".
Chi ha scoperto il protone, il neutrone e l'elettrone?
Dopo la scoperta della prima particella elementare, si cominciarono a formulare ipotesi sulla possibile struttura dell'atomo. Uno dei primi modelli fu proposto dallo stesso Thomson. Un atomo, dice, è come un pezzo di budino all'uvetta: le particelle negative sono incorporate in un corpo caricato positivamente.
Nel 1911, Ernest Rutherford (Nuova Zelanda, Gran Bretagna) suggerì che il modello dell'atomo avesse una struttura planetaria. Due anni dopo, avanzò un'ipotesi sull'esistenza di una particella carica positiva nel nucleo di un atomo e, dopo averla ottenuta sperimentalmente, la chiamò protone. Predisse anche la presenza nel nucleo di una particella neutra con la massa di un protone (il neutrone fu scoperto nel 1932 dallo scienziato inglese J. Chadwick). Nel 1918 Joseph Thomson cedette la gestione del laboratorio a Ernest Rutherford.
È necessario dire che la scoperta dell'elettrone ci ha permesso di dare uno sguardo nuovo alle proprietà elettriche, magnetiche e ottiche della materia. È difficile sopravvalutare il ruolo di Thomson e dei suoi seguaci nello sviluppo della fisica atomica e nucleare.
