|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
БІОГРАФІЇ ВЕЛИКИХ ВЧЕНИХ
Томсон Джозеф Джон. Біографія вченого
Довідник / Біографії великих вчених
Англійський фізик Джозеф Томсон увійшов до історії науки як людина, яка відкрила електрон. Одного разу він сказав: "Відкриття зобов'язані гостроті та силі спостережливості, інтуїції, непохитному ентузіазму до остаточного вирішення всіх протиріч, супутніх піонерській роботі". Джозеф Джон Томсон народився 18 грудня 1856 року у Манчестері. Тут, у Манчестері, він закінчив Оуенс-коледж, а у 1876-1880 роках навчався у Кембриджському університеті у знаменитому коледжі святої Трійці (Трініті-коледж). У січні 1880 року Томсон успішно витримав заключні іспити і почав працювати в лабораторії Кавенді. Перша його стаття, опублікована у 1880 році, була присвячена електромагнітній теорії світла. Наступного року з'явилися дві роботи, з яких одна започаткувала електромагнітну теорію маси. Стаття називалася "Про електричні та магнітні ефекти, що здійснюються рухом наелектризованих тіл". У цій статті висловлена та думка, що "ефір поза зарядженим тілом є носієм всієї маси, імпульсу та енергії". Зі збільшенням швидкості змінюється характер поля, внаслідок чого вся ця "польова" маса зростає, залишаючись увесь час пропорційною енергією. Томсон був одержимий експериментальною фізикою в кращому значенні цього слова. Невтомний у роботі, він настільки звик самостійно добиватися поставленої мети, що злі мови говорили про його повну зневагу до авторитетів. Запевняли, що він вважав за краще самостійно продумувати будь-які незнайомі йому питання наукового характеру, замість звернутися до книг і готовим теоріям. Втім, це явне перебільшення… Наукові успіхи Томсона високо оцінили директором лабораторії Кавендіша Релеєм. Ідучи 1884 року з посади директора, він, не вагаючись, рекомендував своїм наступником Томсона. Для Джозефа його призначення було несподіванкою. Відомо, що коли один з американських фізиків, які стажувалися в Кавендиській лабораторії, дізнався про це призначення, він відразу зібрав свої пожитки. "Безглуздо працювати під керівництвом професора, який всього на два роки старший за тебе ..." - заявив він, відпливаючи на батьківщину. Що ж, у нього попереду було багато часу, щоб пошкодувати свою поспішність. Для такого вибору старий директор лабораторії мав чималі підстави. Усі, хто близько знав Томсона, одностайно відзначали його незмінну доброзичливість і приємну манеру спілкування, що поєднувалася з принциповістю. Пізніше учні згадували, що їхній керівник любив повторювати слова Максвелла про те, що ніколи не слід відмовляти людину поставити задуманий ним експеримент. Навіть якщо він не знайде того, що шукає, він може відкрити щось інше і винести для себе більше користі, ніж тисячі дискусій. Так уживалися в цій людині такі різні властивості, як самостійність власних суджень та глибока повага до думки учня, співробітника чи колеги. І, можливо, саме ці якості забезпечили йому успіх на посаді керівника "Кавендіша". На новий пост Томсон прийшов, маючи опубліковані роботи, переконання у єдності матеріального світу та безліч планів на майбутнє. І його перші успіхи сприяли авторитету Кавендіської лабораторії. Незабаром тут зібралася група молодих людей, які приїхали з різних країн. Всі вони однаково горіли ентузіазмом і були готові на будь-які жертви заради науки. Утворилася школа, справжній науковий колектив людей, об'єднаних спільністю цілей та методів, зі світовим авторитетом на чолі. З 1884 до 1919 року, коли його змінив на посаді директора лабораторії Резерфорд, Томсон керував лабораторією Кавендіша. За цей час вона перетворилася на великий центр світової фізики, на міжнародну школу фізиків. Тут розпочали свій науковий шлях Резерфорд, Бор, Ланжевен та багато інших, у тому числі й російські вчені. Завершуючи наприкінці життя книгу своїх спогадів, Томсон перераховує серед своїх колишніх докторантів 27 членів Королівського товариства, 80 професорів, які успішно працюють у тринадцяти країнах. Результат справді блискучий. Програма досліджень Томсона була широкою: питання проходження електричного струму через гази, електронна теорія металів, дослідження природи різноманітних променів… Взявшись за дослідження катодних променів, Томсон перш за все вирішив перевірити, чи досить ретельно були поставлені досліди його попередниками, які досягли відхилення променів електричними полями. Він задумує повторний експеримент, конструює йому спеціальну апаратуру, стежить сам за ретельністю виконання замовлення, і очікуваний результат очевидна. У трубці, сконструйованій Томсоном, катодні промені слухняно притягувалися до позитивно зарядженої пластинки і явно відштовхувалися від негативної, тобто поводилися так, як і належало потоку крихітних корпускул, що швидко летять, заряджених негативною електрикою. Чудовий результат! Він міг, безумовно, покласти край усім суперечкам про природу катодних променів, але Томсон не вважав своє дослідження закінченим. Визначивши природу променів якісно, він хотів дати точне кількісне визначення і складаючим їх корпускулам. Окрилений першим успіхом, він сконструював нову трубку: катод, що прискорюють електроди у вигляді кілець і пластинки, на які можна було подавати напругу, що відхиляє. На стінку, протилежну катоду, він наніс тонкий шар речовини, здатної світитися під ударами частинок, що налітають. Вийшов предок електронно-променевих трубок, так добре знайомих нам у віки телевізорів і радіолокаторів. Мета досвіду Томсона полягала в тому, щоб відхилити пучок корпускул електричним полем і компенсувати це відхилення магнітним полем. Висновки, яких він дійшов у результаті експерименту, були разючі. По-перше, виявилося, що частки летять у трубці з величезними швидкостями, близькими до світлових. А по-друге, електричний заряд, що припадав на одиницю маси корпускул, був фантастично більшим. Що ж це були за частинки: невідомі атоми, що несуть на собі величезні електричні заряди, або крихітні частинки з незначною масою, зате з меншим зарядом? Далі він виявив, що відношення питомого заряду до одиниці маси є постійна величина, яка не залежить ні від швидкості частинок, ні від матеріалу катода, ні від природи газу, в якому відбувається розряд. Така незалежність насторожувала. Схоже, що корпускули були універсальними частинками речовини, складовими частинами атомів... При одній думці про це досліднику минулого століття мало ставати не по собі. Адже саме слово "атом" означало "неподільний". Тисячоліттями, що минули з часу Демокріту, атоми були символами межі ділимості, символами дискретності речовини. І раптом… Аж раптом виявляється, що й у них є складові? Погодьтеся, що тут було від чого відчути розгубленість. Правда, до жаху святотатства додавався чималою мірою і захоплення від передчуття великого відкриття. Томсон взявся за розрахунки. Насамперед, слід було визначити параметри таємничих корпускул, і тоді, можливо, вдасться вирішити, що вони являють собою. Тонкий почерк вченого покриває аркуші паперу нескінченними цифрами. І ось вони, перші результати розрахунків: сумнівів немає, невідомі частки - не що інше, як найдрібніші електричні заряди, неподільні атоми електрики, або електрони. Вони були відомі теоретично і навіть отримали назву, але йому вдалося відкрити і тим самим остаточно підтвердити їх існування експериментально. І це зробив він – упертий англійський фізик-експериментатор професор Джозеф Джон Томсон, якого учні та колеги за очі звали просто Джі-Джі. 29 квітня 1897 року у приміщенні, де вже понад двісті років відбувалися засідання Лондонського королівського товариства, призначено його доповідь. Більшість людей добре знайомі з історією питання. Багато хто сам намагався вирішити проблеми природи катодних променів. Ім'я доповідача обіцяло цікаве повідомлення. І ось Томсон на трибуні. Він високого зросту, худорлявий, в окулярах із металевою оправою. Говорить упевнено, голосно. Помічники доповідача тут же, на очах у присутніх, готують демонстраційний досвід. Справді, все, що говорив високий джентльмен в окулярах, мало місце. Катодні промені у трубці слухняно відхилялися і притягувалися магнітним та електричним полями. Причому відхилялися і притягувалися саме так, як мали, якщо припустити, що вони складалися з найдрібніших заряджених частинок... Слухачі були захоплені. Вони неодноразово переривали доповідь оплесками. Фінал же перевершив усі очікування. Такого тріумфу цей старовинний зал, мабуть, ще не бачив. Поважні члени Королівського товариства схоплювалися з місць, поспішали до демонстраційного столу, юрмилися, розмахуючи руками, і кричали. Захоплення присутніх пояснювалося не тим, що колега Дж. Дж. Томсон настільки переконливо розкрив справжню природу катодних променів. Справа була набагато серйознішою. Атоми, найперші цеглинки матерії, перестали бути елементарними круглими зернами, непроникними і неподільними частинками без будь-якої внутрішньої будови… Якщо з них могли вилітати негативно заряджені корпускули, значить, і являти собою атоми повинні були якусь складну систему, що складається з чогось. позитивною електрикою та з негативно заряджених корпускул - електронів. Назва "електрон", колись запропонована Стонеєм для позначення величини найменшого електричного заряду, стала іменем неподільного "атома електрики". Тепер стали видно і подальші найнеобхідніші напрямки майбутніх пошуків. Насамперед, звичайно, необхідно було визначити точно заряд і масу одного електрона, що дозволило б уточнити маси атомів усіх елементів, розрахувати маси молекул, дати рекомендації до правильного складання реакцій… Та що казати, знання точного значення заряду електрона було необхідне як повітря, і тому за досліди з його визначення відразу взялися багато фізиків. 1904 року Томсон оприлюднив свою нову модель атома. Вона була також рівномірно заряджену позитивною електрикою сферу, всередині якої оберталися негативно заряджені корпускули, число та розташування яких залежало від природи атома. Вченому не вдалося вирішити загальне завдання стійкого розташування корпускул усередині сфери, і він зупинився на окремому випадку, коли корпускули лежать в одній площині, що проходить через центр сфери. У кожному кільці корпускули робили досить складні рухи, які автор гіпотези пов'язував із спектрами. А розподіл корпускул по кільцях-оболонках відповідав вертикальним стовпцям таблиці Менделєєва. Розповідають, що одного дня журналісти попросили Джі-Джі пояснити наочно, яким він передбачає будову "свого атома". - О, це дуже просто, - незворушно відповів професор, - швидше за все, це щось на зразок пудингу з родзинками. Так і увійшов до історії науки атом Томсона - позитивно зарядженим "пудингом", нафаршированим негативними "родзинками" - електронами. Томсон і сам чудово розумів складність структури "пудингу з родзинками". Вчений підійшов дуже близько і до висновку, що характер розподілу електронів в атомі визначає його місце в періодичній системі елементів, але лише підійшов. Остаточний висновок був ще попереду. Багато чого в запропонованій ним моделі було ще незрозуміло. Ніхто, наприклад, не розумів, що є позитивно зарядженою масою атома і скільки електронів має утримуватися в атомах різних елементів. Томсон навчив фізиків керувати електронами, й у цьому його основна заслуга. Розвиток методу Томсона є основою електронної оптики, електронних ламп, сучасних прискорювачів заряджених частинок. 1906 року Томсону за його дослідження проходження електрики через гази було присуджено Нобелівську премію з фізики. Томсон розробив методи вивчення позитивно заряджених частинок. Його монографія "Промені позитивної електрики", що вийшла в 1913 році, започаткувала мас-спектроскопії. Розвиваючи методику Томсона, його учень Астон побудував перший мас-спектрометр і розробив метод аналізу та поділу ізотопів. У лабораторії Томсона розпочалися перші виміри елементарного заряду зі спостереження руху зарядженої хмари в електричному полі. Цей метод був у подальшому вдосконалений Міллікеном і привів до його класичних вимірів заряду електрона. У лабораторії Кавендіша розпочала своє життя і знаменита камера Вільсона, побудована учнем та співробітником Томсона Вільсоном у 1911 році. Таким чином, роль Томсона та його учнів у становленні та розвитку атомної та ядерної фізики дуже велика. Але Томсон до кінця свого життя залишався прихильником ефіру, розробляв моделі руху в ефірі, результатом яких, на його думку, були явища, що спостерігалися. Так, відхилення катодного пучка в магнітному полі він інтерпретував як прецесію гіроскопа, наділяючи сукупність електричного та магнітного полів крутним моментом. Помер Томсон 30 серпня 1940 року, у важкий для Англії час, коли з неї нависла загроза вторгнення гітлерівців. Автор: Самін Д.К.
Штучна шкіра для емуляції дотиків
15.04.2024 Котячий унітаз Petgugu Global
15.04.2024 Привабливість дбайливих чоловіків
14.04.2024
▪ Підшипники, що не вимагають змащення ▪ ADC та DAC в аудіокодеку можуть одночасно працювати на різних частотах ▪ Плавання покращує словниковий запас дітей
▪ Розділ сайту Дозиметри. Добірка статей ▪ стаття Серм'яжна правда. Крилатий вислів ▪ стаття Як би ви летіли крізь пояс астероїдів? Детальна відповідь ▪ стаття Дереза звичайна. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Японський лак. Прості рецепти та поради ▪ стаття УМЗЧ на мікросхемі TDA7294 Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page