Razprava o tem, kdo je odkril elektron, še ni pojenjala. V vlogi odkritelja elementarnega delca poleg Josepha Thomsona vidijo nekateri zgodovinarji znanosti Hendrika Lorentza in Petra Zeemana, drugi - Emila Wiecherta, tretji - Philipa Lenarda. Kdo je torej znanstvenik, ki je odkril elektron?
Atom pomeni nedeljivo
Koncept "atoma" so v uporabo uvedli filozofi. Starogrški mislec Levkip je v 5. stoletju pr. e. predlagal, da je vse na svetu sestavljeno iz drobnih delcev. Njegov učenec Demokrit jih je imenoval atomi. Po filozofu so atomi "opeke" vesolja, nedeljive in večne. Lastnosti snovi so odvisne od njihove oblike in zunanje zgradbe: atomi tekoče vode so gladki, kovinski imajo profilne zobe, ki dajejo telesu trdoto.
Izjemni ruski znanstvenik M. V. Lomonosov, ustanovitelj atomsko-molekularne teorije, je verjel, da v sestavi preprostih snovi korpuskule (molekule) tvori ena vrsta atomov, kompleksne - različne vrste.
Samouk kemik John D alton (Manchester) leta 1803, opirajoč se naeksperimentalne podatke in ob upoštevanju mase vodikovih atomov kot konvencionalne enote ugotovil relativne atomske mase nekaterih elementov. Atomistična teorija Angleža je bila velikega pomena za nadaljnji razvoj kemije in fizike.
Kdo je odkril elektron?
Do začetka 20. stoletja so se nabrali številni eksperimentalni podatki, ki dokazujejo kompleksnost strukture atoma. Sem spadajo pojav fotoelektričnega učinka (G. Hertz, A. Stoletov 1887), odkritje katodnih (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) in rentgenskih (V. Roentgen, 1895) žarkov, radioaktivnost (A.. Becquerel, 1896).
Znanstveniki, ki so delali s katodnimi žarki, so se razdelili v dva tabora: nekateri so domnevali valovno naravo pojava, drugi - korpuskularno. Oprijemljive rezultate je dosegel profesor Višje normalne šole (Lille, Francija) Jean Baptiste Peren. Leta 1895 je s poskusi pokazal, da so katodni žarki tok negativno nabitih delcev. Morda je Peren fizik, ki je odkril elektron?
Na robu velikih stvari
Fizik in matematik George Stoney (Royal Irish University, Dublin) je leta 1874 izrazil domnevo o diskretnosti elektrike. Katerega leta in kdo je odkril elektron? Med eksperimentalnim delom na elektrolizi je D. Stoney določil vrednost minimalnega električnega naboja (vendar je bil dobljeni rezultat (10-20 C) 16-krat manjši od dejanskega). Leta 1891 je irski znanstvenik enoto osnovnega električnega naboja imenoval "elektron" (iz starogrške"jantar").
Leto pozneje je Hendrik Lawrence (Univerza Leiden, Nizozemska) oblikoval glavne določbe svoje elektronske teorije, po kateri struktura katere koli snovi temelji na diskretnih električnih nabojih. Ti znanstveniki ne veljajo za odkritje delca, vendar so njihove teoretične in praktične raziskave postale zanesljiv temelj za Thomsonovo prihodnje odkritje.
Neusmiljeni navdušenec
Na vprašanje, kdo in kdaj je odkril elektron, enciklopedije dajejo jasen in nedvoumen odgovor - Joseph John Thomson leta 1897. Kakšna je torej zasluga angleškega fizika?
Oče bodočega predsednika londonske kraljeve družbe je bil prodajalec knjig in je sinu že od otroštva vzbujal ljubezen do tiskane besede in željo po novem znanju. Po diplomi na Owens College (od leta 1903 - Univerza v Manchestru) in Univerzi v Cambridgeu leta 1880 se je mladi matematik Joseph Thomson pridružil Laboratoriju Cavendish. Eksperimentalne študije so mladega znanstvenika popolnoma očarale. Kolegi so opazili njegovo neutrudnost, odločnost in izredno navdušenje nad praktičnim delom.
Leta 1884, pri 28 letih, je bil Thomson imenovan za direktorja laboratorija, ki je nasledil lorda C. Rayleigha. Pod vodstvom Thomsona je laboratorij v naslednjih 35 letih postal eno največjih središč svetovne fizike. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin so začeli svojo pot od tu.
Pozor na podrobnosti
Thomson je začel svoje delo na preučevanju katodnih žarkov s preverjanjem eksperimentovnjegovih predhodnikov. Za številne poskuse je bila izdelana posebna oprema po osebnih risbah direktorja laboratorija. Ko je prejel kvalitativno potrditev poskusov, se Thomson ni mislil ustaviti pri tem. Svojo glavno nalogo je videl v natančni kvantitativni določitvi narave žarkov in njihovih sestavnih delcev.
Nova cev, zasnovana za naslednje poskuse, ni vključevala le običajne katode in pospeševalnih elektrod (v obliki plošč in obročev) z odklonsko napetostjo. Pretok telesc je bil usmerjen na zaslon, prekrit s tanko plastjo snovi, ki je ob udarcu delcev žarela. Pretok naj bi nadzoroval kombiniran učinek električnega in magnetnega polja.
Deli atoma
Težko je biti pionir. Še težje je zagovarjati svoja prepričanja, ki so v nasprotju z že tisočletji uveljavljenimi koncepti. Vera vase, v svojo ekipo, je Thomsona naredila za osebo, ki je odkrila elektron.
Izkušnje so dale osupljive rezultate. Izkazalo se je, da je masa delcev 2 tisoč krat manjša od mase vodikovih ionov. Razmerje med nabojem delca in njegovo maso ni odvisno od hitrosti pretoka, lastnosti katodnega materiala ali narave plinastega medija, v katerem se pojavi razelektritev. Predlagal se je sklep, ki je v nasprotju z vsemi osnovami: korpuskule so univerzalni delci snovi v sestavi atoma. Thomson je vedno znova skrbno in skrbno preverjal rezultate poskusov in izračunov. Ko ni bilo nobenega dvoma, je bilo poslano poročilo o naravi katodnih žarkov londonski kraljevi družbi. Spomladi 1897 je atomprenehal biti nedeljiv. Leta 1906 je bil Joseph Thomson nagrajen z Nobelovo nagrado za fiziko.
Neznan Johann Wiechert
Ime Johanna Emila Wiecherta, profesorja geofizike na Köningsbörju in nato univerzi Göttingen, raziskovalca seizmografije našega planeta, je bolj poznano v strokovnih krogih geologov in geografov. Pozna pa ga tudi fiziki. To je edina oseba, ki jo uradna znanost skupaj s Thomsonom priznava kot odkritelja elektrona. In če smo popolnoma natančni, je bilo delo, ki opisuje Wiechertove poskuse in izračune, objavljeno januarja 1897 - štiri mesece prej kot Angleževo poročilo. Kdo je odkril elektron, je že zgodovinsko odločeno, a dejstvo ostaja.
Za referenco: Thomson v nobenem od svojih del ni uporabil izraza "elektron". Uporabil je ime "corpuscles".
Kdo je odkril proton, nevtron in elektron?
Po odkritju prvega elementarnega delca so se začele domnevati o možni strukturi atoma. Enega prvih modelov je predlagal sam Thomson. Atom je, pravi, kot kos pudinga iz rozin: negativni delci so vgrajeni v pozitivno nabito telo.
Leta 1911 je Ernest Rutherford (Nova Zelandija, Velika Britanija) predlagal, da ima model atoma planetarno strukturo. Dve leti pozneje je postavil hipotezo o obstoju pozitivno nabitega delca v jedru atoma in ga, ko ga je eksperimentalno pridobil, poimenoval proton. Napovedal je tudi prisotnost v jedru nevtralnega delca z maso protona (nevtron je leta 1932 odkril angleški znanstvenik J. Chadwick). Leta 1918 je Joseph Thomson predal vodenje laboratorija Ernestu Rutherfordu.
Ali je treba reči, da nam je odkritje elektrona omogočilo nov pogled na električne, magnetne in optične lastnosti snovi. Težko je preceniti vlogo Thomsona in njegovih privržencev v razvoju atomske in jedrske fizike.
