Известные люди

»

Джозеф Томсон

Оуэнс-колледж сыграл важную образ в карьере Т., ибо там был превосходно оборудованный факультет и в различие от большинства колледжей того времени читались курсы экспериментальной физики. Получив в Оуэнсе в 1876 г. звание инженера, Т. поступил в Тринитиколледж Кембриджского университета. Здесь он изучал математику и ее приложения к задачам теоретической физики. Степень бакалавра по математике он получил в 1880 г. На следующий год он был избран членом ученого совета Тринитиколледжа и начал действовать в Кавендишской лаборатории в Кембридже.

В 1884 г. Дж.У. Стретт, преемник Джейма Клерка Максвелла на посту профессора экспериментальной физики и директора Кавендишской лаборатории, ушел в отставку. Т. занял тот самый пост, несмотря более того на то, что ему было тогда всего двадцать семь лет и он не добился ещё сколько-нибудь заметных успехов в экспериментальной физике. Однако его крайне ценили как математико-физика, он активно применял максвелловскую теорию электромагнетизма, что и сочли достаточным при рекомендации его на тот самый пост.

Приступив к своим новым обязанностям в лаборатории, Т. решил, что главным направлением его исследований должно сделаться штудирование электрической проводимости газов. Особенно его интересовали эффекты, возникающие при прохождении электрического разряда между электродами, помещенными в противоположных концах стеклянной трубки, из которой выкачан без малого весь воздух. Ряд исследователей, и посреди них британский физик Уильям Крукс, обратили чуткость на одно любопытное явление, возникающее в таких газоразрядных трубках. Когда газ становится довольно разреженным, стеклянные стенки трубки, расположенные на конце, противоположном катоду (отрицательному электроду), начинают флуоресцировать зеленоватым светом, что, по всей видимости, происходило под воздействием излучения, возникающего на катоде.

Катодные лучи вызвали в научной среде циклопический заинтересованность, а сравнительно их природы высказывались самые разноречивые мнения. Британские физики в большинстве своем полагали, что эти лучи представляют собой поток заряженных частиц. Напротив, немецкие ученые большей частью склонялись к мнению, что они являются возмущениями быть может, колебаниями или токами в некоей гипотетической невесомой среде, в которой, как они полагали, распространяется данное излучение. С этой точки зрения катодные лучи представлялись чем-то словно бы высокочастотной электромагнитной волны, подобной ультрафиолетовому свету. Немцы ссылались на опыты Генриха Герца, тот, что, как считалось, обнаружил, что катодные лучи, отклоняясь под воздействием магнитного поля, остаются нечувствительными к сильному электрическому полю. Предполагалось, что это опровергает точка зрения, словно катодные лучи это поток заряженных частиц, оттого что электрическое поле неизменно оказывает влияние на траекторию таких частиц. Даже если это было и так, тем не менее экспериментальные доводы немецких ученых оставались не совершенно убедительными.

Исследования катодных лучей и связанных с ними явлений оживились в связи с открытием Вильгельмом Рентгеном в 1895 г. рентгеновских лучей. Между прочим, эта форма излучения, о которой раньше не подозревали, ещё возникает в газоразрядных трубках (но не на катоде, а на аноде). Вскоре Т., работая сообща с Эрнестом Резерфордом, обнаружил, что облучение газов рентгеновскими лучами в огромной степени увеличивает их электропроводность. Рентгеновские лучи ионизировали газы, т.е. они превращали атомы газа в ионы, которые в различие от атомов заряжены и, следственно, служат хорошими переносчиками тока. Т. показал, что возникающая тут проводимость в чем-то похожа на ионную проводимость при электролизе в растворе.

Выполнив со своими студентами жутко плодотворное изучение проводимости в газах, Т., ободренный успехами, впритык занялся нерешенным вопросом, тот, что занимал его уже хоть отбавляй лет, а как раз составом катодных лучей. Как и другие его английские коллеги, он был убежден в корпускулярной природе катодных лучей, полагая, что это могли быть быстрые ионы или другие наэлектризованные частицы, вылетающие из катода. Повторив опыты Герца, Т. показал, что на самом деле катодные лучи отклоняются электрическими полями. (Отрицательный плод у Герца был связан с тем, что в его газоразрядных трубках находилось чересчур навалом остаточного газа.) Т. подмечал позднее, что отклонение катодных лучей электрическими силами стало целиком различимым, а его ориентация указывало на то, что составляющие катодные лучи частицы несли негативный заряд. Этот итог устраняет возражение между воздействием электрических и магнитных сил на катодные частицы. Но он имеет значительно большее значимость. Здесь возникает метод измерения скорости этих частиц v, а кроме того и e/m, где m масса частицы, а е ее электрический заряд.

Метод, предложенный Т., был сильно прост. Сначала пучок катодных лучей отклонялся с помощью электрического поля, а после этого с помощью магнитного поля он отклонялся на равную величину в противоположную сторону, так что в итоге пучок ещё выпрямлялся. Используя такую экспериментальную методику, стало возможным вывести простые уравнения, из которых, зная напряженности двух полей, несложно обусловить как v, так и e/m.

Найденное таким образом важность e/m для катодных корпускул (как называет их Т.) оказалось в 1000 раз больше соответствующего значения для иона водорода (в настоящий момент мы знаем, что истинное касательство рядом к 1800:1). Водород посреди всех элементов обладает наибольшим отношением заряда к массе. Если, как полагал Т., корпускулы несли тот же самый-самый заряд, что и ион водорода, (единичный электрический заряд), то он открыл новую суть, в 1000 раз больше легкую, чем простейший атом.

Эта догадка подтвердилась, когда Т. с помощью прибора, изобретенного Ч.Т. Р. Вильсоном, удалось измерить важность е и представить, что оно реально одинаково соответствующему значению для иона водорода. Он обнаружил дальше, что касательство заряда к массе для корпускул из катодных лучей не зависит от того, какой газ находится в газоразрядной трубке и из какого материала сделаны электроды. Более того, частицы с тем же самым отношением e/m удавалось выделить из угля при нагревании и из металлов при воздействии на них ультрафиолетовыми лучами. Отсюда он сделал вывод, что атом не завершающий граница делимости материи; мы можем передвигаться дальше к корпускуле, и эта корпускулярная фаза одинакова, независимо от источника ее возникновения... Она, по всей видимости, входит составной частью во все разновидности материи при самых разных условиях, потому кажется полностью естественным анализировать корпускулу как единственный из кирпичиков, из которых построен атом.

Т. пошел дальше и предложил модель атома, согласующуюся с его открытием. В начале XX в. он выдвинул гипотезу, что атом представляет собой размытую сферу, несущую позитивный электрический заряд, в которой распределены отрицательно заряженные электроны (как в конце концов стали величать его корпускулы). Эта модель, хотя она и была вскоре вытеснена ядерной моделью атома, предложенной Резерфордом, обладала чертами, ценными для ученых того времени и стимулировавшими их поиски.

Т. получил в 1906 г. Нобелевскую премию по физике в знак признания его выдающихся заслуг в области теоретических и экспериментальных исследований проводимости электричества в газах. На церемонии презентации лауреата Дж.П. Класон, член Шведской королевской академии наук, поздравил Т. с тем, что он дал миру немного главных трудов, позволяющих натурфилософу нашего времени предпринять новые исследования в новых направлениях. Показав, что атом не является самой последней неделимой частицей материи, как это длительно считали, Т. и в самом деле открыл ворота в новую эру физической науки.

Между 1906 и 1914 гг. у Т. начался второй и окончательный немалый отрезок времени экспериментальной деятельности. Он изучал канальные лучи, которые движутся по направлению к катоду в разрядной трубке. Хотя Вильгельм Вин уже показал, что канальные лучи представляют собой поток положительно заряженных частиц, Т. с коллегами пролили свет на их характеристику, выделили различные типы атомов и атомных групп в этих лучах. В своих опытах Т. продемонстрировал совсем свежеиспеченный методика разделения атомов, показав, что некоторые атомные

группы, такие, как СН, СН2 и СН3, могут наличествовать, хотя в обычных условиях их наличие нестабильно. Большое важность имеет и то, что ему удалось выявить, что пробы инертного газа неона содержат атомы с двумя различными атомными весами. Открытие этих изотопов сыграло важную образ в понимании природы тяжелых радиоактивных элементов, таких, как радий и уран.

Во время первой важный войны Т. работал в Управлении исследований и изобретений и был советником правительства. В 1918 г. он возглавил Тринитиколледж. Год через Резерфорд сменил его на посту профессора экспериментальной физики и директора Кавендишской лаборатории.

После 1919 г. занятие Т. сводилась к выполнению обязанностей главы Тринити-колледжа, дополнительным исследованиям в Кавендишской лаборатории и выгодным вложениям денег. Ему нравилось действовать в саду, и он нередко совершал дальние прогулки в поисках необычных растений.

Томсон женился на Розе Паджет в 1890 г.; у них были отпрыск и дочка. Его отпрыск, Дж.П. Томсон, получил Нобелевскую премию по физике за 1937 г. Т. умер 30 августа 1940 г. и был похоронен в Вестминстерском аббатстве в Лондоне.

Т. оказал воздействие на физику не только результатами своих блестящих экспериментальных исследований, но и как превосходный преподаватель и пригожий начальник Кавендишской лаборатории. Привлеченные этими его качествами, сотни наиболее талантливых молодых физиков со всего мира выбирали местом обучения Кембридж. Из тех, кто работал в Кавендише под руководством Т., семеро стали в родное время лауреатами Нобелевской премии.

В дополнение к Нобелевской премии Т. получил непочатый край других наград, посреди которых позволительно сориентировать медали: Королевскую (1894), Хьюза (1902) и Копли (1914), присужденные Лондонским королевским обществом. Он был президентом Лондонского королевского общества в 1915 г. и ему было пожаловано дворянство в 1908 г.

Так же читайте биографии известных людей:

Джозеф Блэк Jozef Blek

Открыл (1754) диоксид углерода. Основоположник физических исследований в области калориметрии. Изобрёл ледяной калориметр.
читать далее →

Джозеф Эрлангер Joseph Erlanger

Долгое время состоял вице-председателем Американской ассоциации врачей и советником Американского физиологического общества, а с 1926 по 1928..
читать далее →

Джозеф Хукер Joseph Hooker

Современники вспоминают, что штаб-квартира Джозефа Хукера напоминала одновременно трактир и бордель, хотя начав первую кампанию в Глуши, Хукер и..
читать далее →

Джозеф Макконнелл Joseph Makkonell

Капитан ВВС США, лётчик-истребитель.
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий