- مساهمات طومسون الرئيسية في العلوم
- اكتشاف الإلكترون
- نموذج طومسون الذري
- الفصل الذري
- اكتشاف النظائر
- تجارب أشعة الكاثود
- مطياف الكتلة
- إرث طومسون
- الأعمال المعلقة
- المراجع
كان جوزيف جون طومسون كيميائيًا متميزًا للعديد من المساهمات ، مثل اكتشاف الإلكترون ونموذجه الذري واكتشاف النظائر أو تجربة أشعة الكاثود.
ولد في شيتام هيل ، إحدى مقاطعات مانشستر ، إنجلترا ، في 18 ديسمبر 1856. المعروف أيضًا باسم "جيه جيه" طومسون ، درس الهندسة في كلية أوينز ، التي أصبحت الآن جزءًا من جامعة مانشستر ، ولاحقًا الرياضيات في كامبريدج.
في عام 1890 ، تزوج جيه جيه طومسون من روز إليزابيث باجيت ، ابنة الطبيب السير إدوارد جورج باجيت ، وأنجب منها طفلين: فتاة تدعى جوان باجيت طومسون ، وصبي اسمه جورج باجيت طومسون.
أصبح هذا الأخير عالمًا مشهورًا ، وحصل في عام 1937 على جائزة نوبل في الفيزياء لعمله مع الإلكترونات.
منذ صغره ، ركز طومسون دراساته على بنية الذرات ، وبالتالي اكتشف وجود الإلكترونات والنظائر ، من بين العديد من المساهمات الأخرى.
في عام 1906 ، حصل طومسون على جائزة نوبل في الفيزياء ، "تقديراً للميزة الكبيرة لأبحاثه النظرية والتجريبية حول توصيل الكهرباء عبر الغازات" ، من بين العديد من الجوائز الأخرى لعمله. (واحد)
في عام 1908 ، حصل على وسام فارس من التاج البريطاني وعمل أستاذًا فخريًا للفيزياء في كامبريدج وفي المعهد الملكي بلندن.
توفي في 30 أغسطس 1940 عن عمر يناهز 83 عامًا في مدينة كامبريدج بالمملكة المتحدة. دفن الفيزيائي في وستمنستر أبي ، بالقرب من قبر السير إسحاق نيوتن. (اثنان)
مساهمات طومسون الرئيسية في العلوم
اكتشاف الإلكترون
في عام 1897 ، اكتشف JJ Thomson جسيمًا جديدًا أخف من الهيدروجين ، والذي أطلق عليه اسم "الإلكترون".
يعتبر الهيدروجين وحدة قياس للوزن الذري. حتى تلك اللحظة ، كانت الذرة هي أصغر تقسيم للمادة.
بهذا المعنى ، كان طومسون أول من اكتشف جسيمات دون ذرية سالبة الشحنة.
نموذج طومسون الذري
كان نموذج طومسون الذري هو الهيكل الذي نسبه الفيزيائي الإنجليزي إلى الذرات. بالنسبة للعالم ، كانت الذرات عبارة عن كرة ذات شحنة موجبة.
هناك تم دمج إلكترونات الشحنة السالبة الموزعة بشكل موحد على تلك السحابة ذات الشحنة الموجبة ، وهذا يعني أنها تحيد الشحنة الموجبة لكتلة الذرة.
هذا النموذج الجديد يحل محل النموذج الذي طوره دالتون وسيفنده لاحقًا رذرفورد ، تلميذ طومسون في مختبرات كافنديش ، كامبريدج.
الفصل الذري
استخدم طومسون أشعة موجبة أو أنودية لفصل الذرات ذات الكتل المختلفة. مكنته هذه الطريقة من حساب الكهرباء التي تحملها كل ذرة وعدد الجزيئات لكل سنتيمتر مكعب.
من خلال القدرة على تقسيم الذرات ذات الكتلة والشحنة المختلفة ، اكتشف الفيزيائي وجود نظائر. بهذه الطريقة أيضًا ، من خلال دراسته للأشعة الإيجابية ، حقق تقدمًا كبيرًا نحو قياس الطيف الكتلي.
اكتشاف النظائر
اكتشف JJ Thomson أن أيونات النيون لها كتل مختلفة ، أي أوزان ذرية مختلفة. هذه هي الطريقة التي أظهر بها طومسون أن للنيون نوعين فرعيين من النظائر ، نيون -20 ونيون -22.
النظائر التي تم دراستها حتى يومنا هذا هي ذرات من نفس العنصر ولكن نواتها لها أعداد كتلة مختلفة ، لأنها تتكون من كميات مختلفة من النيوترونات في مركزها.
تجارب أشعة الكاثود
أشعة الكاثود عبارة عن تيارات من الإلكترونات في الأنابيب المفرغة ، أي أنابيب زجاجية ذات قطبين ، أحدهما موجب والآخر سالب.
عندما يتم تسخين القطب السالب ، أو يسمى أيضًا الكاثود ، فإنه يصدر إشعاعًا موجهًا نحو القطب الموجب ، أو الأنود ، في خط مستقيم إذا لم يكن هناك مجال مغناطيسي موجود في ذلك المسار.
إذا كانت الجدران الزجاجية للأنبوب مغطاة بمادة فلورية ، فإن ضرب الكاثودات على تلك الطبقة ينتج عنه إسقاط للضوء.
درس طومسون سلوك أشعة الكاثود وتوصل إلى استنتاجات مفادها أن الأشعة تتحرك في خطوط مستقيمة.
كما يمكن تحويل هذه الأشعة عن مسارها بوجود مغناطيس ، أي مجال مغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأشعة تحريك الشفرات بقوة كتلة الإلكترونات المتداولة ، مما يدل على أن للإلكترونات كتلة.
جيه جيه طومسون جرب تغيير الغاز داخل أنبوب أشعة الكاثود لكنه لم يغير سلوك الإلكترونات. أيضا ، أشعة الكاثود الأجسام الساخنة التي تعترض طريقها بين الأقطاب الكهربائية.
في الختام ، أظهر طومسون أن أشعة الكاثود لها تأثيرات ضوئية وميكانيكية وكيميائية وحرارية.
كانت أنابيب أشعة الكاثود وخصائصها الضوئية ضرورية للاختراع اللاحق للتلفزيون الأنبوبي (CTR) وكاميرات الفيديو.
مطياف الكتلة
ابتكر JJ Thomson أول نهج لمطياف الكتلة. سمحت هذه الأداة للعالم بدراسة نسبة الكتلة / الشحنة لأنابيب أشعة الكاثود ، وقياس مقدار انحرافها عن طريق تأثير المجال المغناطيسي وكمية الطاقة التي تحملها.
من خلال هذا البحث ، توصل إلى استنتاج مفاده أن أشعة الكاثود تتكون من جسيمات سالبة الشحنة ، والتي توجد داخل الذرات ، مما يفترض انقسام الذرة ويؤدي إلى ظهور شكل الإلكترون.
أيضًا ، استمر التقدم في قياس الطيف الكتلي حتى يومنا هذا ، حيث تطورت إلى طرق مختلفة لفصل الإلكترونات عن الذرات.
بالإضافة إلى ذلك ، كان طومسون أول من اقترح أول دليل موجي في عام 1893. وتألفت هذه التجربة من نشر الموجات الكهرومغناطيسية داخل تجويف أسطواني مضبوط ، والذي تم إجراؤه لأول مرة في عام 1897 من قبل اللورد رايلي ، وهو فائز آخر بجائزة نوبل في الفيزياء.
سيتم استخدام الدليل الموجي على نطاق واسع في المستقبل ، حتى اليوم مع نقل البيانات والألياف البصرية.
إرث طومسون
تم إنشاء Thomson (Th) كوحدة قياس الشحنة الكتلية في مطياف الكتلة ، التي اقترحها الكيميائيون Cook و Rockwood ، على شرف طومسون.
تسمح هذه التقنية بتحديد توزيع جزيئات المادة وفقًا لكتلتها ، وللتعرف على هذه الجزيئات الموجودة في عينة من المادة.
صيغة طومسون (ث):
الأعمال المعلقة
- قطع الكهرباء عن طريق الغازات ، توصيل الكهرباء عبر الغازات (1900).
- النظرية الجسيمية للمادة ، الإلكترون في الكيمياء والتذكرات والتأملات (1907).
- ما وراء الإلكترون (1928).
المراجع
- نوبل ميديا AB (2014). J. طومسون - السيرة الذاتية. Nobelprize.org. nobelprize.org.
- طومسون ، جوزيف جيه ، توصيل الكهرباء عبر الغازات. كامبريدج ، مطبعة الجامعة ، 1903.
- مينشاكا روشا ، أرتورو. سحر الجسيمات الأولية.
- كريستين ، هانز رودولف ، أساسيات الكيمياء العامة وغير العضوية ، المجلد الأول. برشلونة ، أسبانيا. Ediciones Reverté SA ، 1986.
- أرزاني ، أورورا كورتينا ، كيمياء العناصر العامة. المكسيك ، الافتتاحية Porrúa ، 1967.
- RG Cooks ، AL Rockwood. التواصل السريع. كتلة الطيف. 5 ، 93 (1991).