L'any 1897, el físic britànic Joseph John Thomson (1856-1940) va descobrir l'electró després d'una sèrie d'experiments destinats a estudiar la naturalesa d'una descàrrega elèctrica en el buit. El famós científic va interpretar les deflexions del feix de plaques i imants carregats elèctricament com una prova que els electrons són molt més petits que els àtoms.
El gran físic i científic s'hauria d'haver convertit en enginyer
Thomson Joseph John, un gran científic, físic i mentor, havia de convertir-se en enginyer, com pensava el seu pare, però en aquell moment la família no tenia els mitjans per pagar l'educació. En canvi, el jove Thomson va assistir a la universitat a Macester i més tard a Cambridge. El 1884 va ser nomenat per a la prestigiosa plaça de professor de física experimental a Cambridge, tot i que personalment va fer molt poc treball experimental. Va descobrir el seu talent per desenvolupar maquinari i diagnosticar problemes relacionats. Thomson Joseph John era un bon professor, inspirava els seus alumnes i donavaatenció considerable al gran problema del desenvolupament de la ciència de l'ensenyament a la universitat i l'institut.
Premi Nobel
Thomson va rebre molts premis diferents, inclòs el Premi Nobel de Física el 1906. També va tenir un gran plaer veure alguns dels seus associats rebre els seus premis Nobel, inclòs Rutherford de química el 1908. Diversos científics com William Prout i Norman Lockyer han suggerit que els àtoms no són les partícules més petites de l'univers i que es construeixen a partir d'unitats més fonamentals.
Descobriment de l'electró (breument)
L'any 1897, Thompson va proposar que una de les unitats bàsiques és 1.000 vegades més petita que un àtom, aquesta partícula subatòmica es va conèixer com l'electró. El científic ho va descobrir a través de la seva investigació sobre les propietats dels raigs catòdics. Va estimar la massa dels raigs catòdics mesurant la calor generada quan els raigs de transició tèrmica van colpejar i la va comparar amb la deflexió magnètica del feix. Els seus experiments mostren no només que els raigs catòdics són 1000 vegades més lleugers que un àtom d'hidrogen, sinó que també la seva massa era la mateixa independentment del tipus d'àtom. El científic va arribar a la conclusió que els raigs estan formats per partícules molt lleugeres i carregades negativament, que són el material de construcció universal dels àtoms. Va anomenar aquestes partícules "corpúscles", però posteriorment els científics van preferir el nom "electrons", proposat per George Johnston Stoney el 1891.
experiments de Thompson
Comparant la deflexió dels feixos catòdics amb els camps elèctrics i magnètics, el físic va obtenir mesures més fiables de la càrrega i la massa de l'electró. L'experiment de Thomson es va dur a terme dins de tubs especials de raigs catòdics. El 1904, va plantejar la hipòtesi que el model de l'àtom és una esfera de matèria positiva en la qual la posició de les partícules està determinada per forces electrostàtiques. Per explicar la càrrega generalment neutra de l'àtom, Thompson va suggerir que els corpuscles estaven distribuïts en un camp uniforme de càrrega positiva. El descobriment de l'electró va permetre creure que l'àtom es podia dividir en parts encara més petites i va ser el primer pas per crear un model detallat de l'àtom.
Historial de descobriments
Joseph John Thomson és àmpliament conegut com el descobridor de l'electró. Durant la major part de la seva trajectòria, el professor ha treballat diversos aspectes de la conducció de l'electricitat a través dels gasos. El 1897 (l'any del descobriment de l'electró), va demostrar experimentalment que els anomenats raigs catòdics són en realitat partícules carregades negativament en moviment.
Moltes preguntes interessants estan relacionades directament amb el procés d'obertura. És evident que la caracterització dels raigs catòdics és anterior a Thomson, i diversos científics ja han fet contribucions importants. Aleshores, podem dir amb certesa que va ser Thomson qui va ser el primer a descobrir l'electró? Després de tot, no va inventar el tub de buit ni la presència de raigs catòdics. El descobriment de l'electró és un procés purament acumulatiu. El pioner acreditat aporta el més importantaportació, resumint i sistematitzant tota l'experiència acumulada davant seu.
Tubs de raigs catòdics de Thomson
El gran descobriment de l'electró es va fer amb equips especials i sota determinades condicions. Thomson va realitzar una sèrie d'experiments utilitzant un tub de raigs catòdics elaborat, que inclou dues plaques, se suposa que els feixos viatjaven entre ells. S'ha suspès la llarga polèmica sobre la naturalesa dels raigs catòdics, que sorgeixen quan un corrent elèctric travessa un recipient del qual s'ha evacuat la major part de l'aire.
Aquest vaixell era un tub de raigs catòdics. Mitjançant un mètode de buit millorat, Thomson va poder argumentar de manera convincent que aquests feixos estaven composts per partícules, independentment del tipus de gas i del tipus de metall que s'utilitzava com a conductor. Thomson es pot anomenar amb raó l'home que va dividir l'àtom.
Reclusa científica? No es tracta de Thomson
El físic destacat de la seva època no era de cap manera un reclus científic, com sovint es pensa en científics brillants. Va ser el cap administratiu del molt reeixit Laboratori Cavendish. Va ser allà on el científic va conèixer a Rose Elizabeth Paget, amb qui es va casar el 1890.
Thomson no només va gestionar una sèrie de projectes de recerca, sinó que també va finançar la renovació de les instal·lacions del laboratori amb poc suport de la universitat i els col·legis. Era talentósprofessor. La gent que va reunir al seu voltant des del 1895 fins al 1914 procedia d'arreu del món. Alguns d'ells van guanyar set premis Nobel amb ell.
Va ser mentre treballava amb Thomson al Laboratori Cavendish l'any 1910 que Ernest Rutherford va dur a terme una investigació que va conduir a la comprensió moderna de l'estructura interna de l'àtom.
Thomson es va prendre molt seriosament la seva docència: feia conferències regularment a primària al matí i ensenyava ciències als estudiants de grau a la tarda. El científic va considerar útil per a l'investigador la doctrina, ja que requereix revisar periòdicament les idees bàsiques i alhora deixar espai per a la possibilitat de descobrir quelcom nou al qual ningú havia prestat atenció abans. La història del descobriment de l'electró ho confirma clarament. Thompson va dedicar la major part de la seva activitat científica a l'estudi del pas de partícules de corrent carregades elèctricament a través dels gasos rarificats i l'espai al buit. Es va dedicar a l'estudi del càtode i els raigs X i va fer una gran contribució a l'estudi de la física atòmica. A més, Thomson també va desenvolupar una teoria del moviment d'electrons en camps magnètics i elèctrics.
