Joseph Thomson Biografie en bijdragen aan wetenschap en scheikunde

Joseph John Thomson Hij was een prominente chemicus voor verschillende bijdragen, zoals de ontdekking van het elektron, zijn atoommodel, de ontdekking van de isotopen of het kathodestraal-experiment.

Hij werd geboren in Cheetam Hill, een district van Manchester, Engeland, op 18 december 1856. Ook bekend als "J.J." Thomson, studeerde hij techniek aan Owens College, nu onderdeel van de Universiteit van Manchester, en later, wiskunde aan Cambridge.

In 1890 trouwde J. J. Thomson met Rose Elizabeth Paget, dochter van de arts Sir Edward George Paget, met wie ik twee kinderen kreeg: een meisje, genaamd Joan Paget Thomson, en een jongen, George Paget Thomson.

De laatste zou een beroemde wetenschapper worden, die in 1937 een Nobelprijs voor natuurkunde zou krijgen voor zijn werk met elektronen.

Van jongs af aan concentreerde Thomson zich op de structuur van atomen en ontdekte zo het bestaan ​​van elektronen en isotopen, naast vele andere bijdragen.

In 1906 ontving Thomson de Nobelprijs voor de natuurkunde, "als erkenning voor de grote verdienste van zijn theoretische en experimentele onderzoek naar de geleiding van elektriciteit door gassen", naast vele andere onderscheidingen voor zijn werk. (1)

In 1908 werd hij geridderd door de Britse kroon en diende als Honorary Professor of Physics in Cambridge en aan het Royal Institute, Londen.

Hij stierf op 30 augustus 1940, op 83, in de stad Cambridge, Verenigd Koninkrijk. De fysicus werd begraven in de abdij van Westminster, vlakbij het graf van Sir Isaac Newton. (2)

index

• 1 Belangrijkste bijdragen van Thomson aan de wetenschap
  • 1.1 Ontdekking van het elektron
  • 1.2 Thomson's atomisch model
  • 1.3 Scheiding van atomen
  • 1.4 Ontdekking van isotopen
  • 1.5 Experimenten met kathodestralen 
  • 1.6 Massaspectrometer
• 2 De erfenis van Thomson
• 3 Aanbevolen werken
• 4 Referenties

Belangrijkste bijdragen van Thomson aan de wetenschap

Ontdekking van het elektron

In 1897, J.J. Thomson ontdekte een nieuw deeltje dat lichter was dan waterstof, dat 'electron' werd gedoopt.

Waterstof werd als een eenheid van atoomgewichtsmeting beschouwd. Tot die tijd was het atoom de kleinste verdeling van materie.

In deze zin was Thomson de eerste die de negatief geladen corpusculaire subatomaire deeltjes ontdekte.

Atoommodel van Thomson

Thomson's atomische model was de structuur die de Engelse fysicus toeschreef aan atomen. Voor de wetenschapper waren de atomen een sfeer van positieve lading.

Daar werden de negatief geladen elektronen, gelijkmatig verdeeld over deze positief geladen wolk, ingebed, waardoor de positieve lading van de massa van het atoom werd geneutraliseerd.

Dit nieuwe model vervangt het door Dalton uitgewerkte model en later zal het worden weerlegd door Rutherford, discipel van Thomson in de Cavendish Laboratories, in Cambridge.. 

Scheiding van atomen

Thomson gebruikte de positieve of anodische stralen om atomen van verschillende massa te scheiden. Met deze methode kon hij de door elk atoom getransporteerde elektriciteit en het aantal moleculen per kubieke centimeter berekenen.

Door de atomen van verschillende massa en lading te kunnen delen, ontdekte de fysicus het bestaan ​​van isotopen. Ook op deze manier maakte hij met zijn studie van positieve stralen een grote stap richting massaspectrometrie.

Ontdekking van de isotopen

J.J. Thomson ontdekte dat neon-ionen verschillende massa's hadden, dat wil zeggen verschillende atoomgewichten. Zo toonde Thomson aan dat neon twee subtypen isotopen, neon-20 en neon-22 heeft..

Isotopen, bestudeerd tot op de dag van vandaag, zijn atomen van hetzelfde element maar hun kernen hebben verschillende massagetallen, omdat ze zijn samengesteld uit verschillende hoeveelheden neutronen in hun centrum.

Experimenten met kathodestralen

Kathodestralen zijn elektronenstromen in vacuümbuizen, dat wil zeggen glazen buizen met twee elektroden, één positief en één negatief.

Wanneer de negatieve elektrode, of ook kathode genoemd, wordt verwarmd, zendt deze straling uit die gericht is naar de positieve elektrode of anode, in een rechte lijn als er geen magnetisch veld in dat pad aanwezig is.

Als de wanden van het buisglas zijn bedekt met fluorescerend materiaal, produceert de treffer van de kathoden tegen die laag de projectie van licht.

Thomson onderzocht het gedrag van de kathodestralen en kwam tot de conclusie dat de stralen zich in een rechte lijn voortplantten.

Ook dat deze stralen konden worden afgeweken van hun baan door de aanwezigheid van een magneet, dat wil zeggen van een magnetisch veld. Bovendien zouden de stralen de bladen kunnen verplaatsen met de kracht van de massa elektronen die circuleren, hetgeen aantoont dat de elektronen massa hadden.

J.J. Thomson experimenteerde om het gas in de kathodestraalbuis te variëren, maar het gedrag van de elektronen varieerde niet. Ook verwarmden de kathodestralen de objecten die tussen de elektroden in stonden. 

Concluderend, Thomson had aangetoond dat kathodestralen verlichting, mechanische, chemische en thermische effecten hadden.

De kathodestraalbuizen en hun lichteigenschappen waren transcendent voor de latere uitvinding van de buistelevisie (CTR) en de videocamera's.

Massaspectrometer

J.J. Thomson creëerde een eerste benadering voor massaspectrometer. Deze tool liet de wetenschapper toe om de massa / ladingsverhouding van de kathodestraalbuizen te bestuderen, en te meten hoeveel ze worden afgeleid door de invloed van een magnetisch veld en de hoeveelheid energie die ze dragen.

Met dit onderzoek kwam hij tot de conclusie dat de kathodestralen waren samengesteld uit negatief geladen bloedlichaampjes, die zich in de atomen bevinden, waardoor de deelbaarheid van het atoom wordt gepostuleerd en de figuur van het elektron ontstaat.

Evenzo gingen de ontwikkelingen in massaspectrometrie door tot vandaag, evoluerend in verschillende methoden om de elektronen van de atomen te scheiden.

Bovendien was Thomson de eerste die suggereerde de eerste waveguide in 1893. Dit experiment bestond uit het verspreiden van elektromagnetische golven in een gecontroleerde cilindrische holte, die voor het eerst werd uitgevoerd in 1897 door Lord Rayleigh, een andere Nobelprijs voor natuurkunde..

De golfgeleiders worden in de toekomst veel gebruikt, zelfs vandaag met datatransmissie en glasvezel.

De erfenis van Thomson

De Thomson (Th) werd opgericht als een eenheid voor massa-belastingmeting in massaspectrometrie, voorgesteld door de chemici Cooks en Rockwood, ter ere van Thomson.

Deze techniek maakt het mogelijk om de verdeling van de moleculen van een stof te bepalen volgens zijn massa en, daardoor te herkennen, die aanwezig zijn in een steekproef van materie.

Thomson's formule (Th):

Aanbevolen werken

• Het discarge van elektriciteit via gassen, geleiding van elektriciteit via gassen (1900).
• The Corpuscular Theory of Matter, The Electron in Chemistry and Recollections and Reflections (1907).
• Beyond the Electron (1928).

referenties

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biographical. Nobelprize.org. nobelprize.org.
2. Thomson, Joseph J., Geleiding van elektriciteit door gassen. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo.  De discrete charme van elementaire deeltjes.
4. Christen, Hans Rudolf, Grondbeginselen van de algemene en anorganische chemie, volume 1. Barcelona, ​​Spanje. Ediciones Reverté S.A., 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, Algemene elementaire chemie. Mexico, Editorial Porrúa, 1967.
6. R.G. Cooks, A.L. Rockwood. Rapid Commun. Massaspectrom. 5, 93 (1991).