Debata o tom, kto objavil elektrón, doteraz neutíchla. V úlohe objaviteľa elementárnej častice, okrem Josepha Thomsona, niektorí historici vedy vidia Hendrik Lorentz a Peter Zeeman, iní - Emil Wiechert, ďalší - Philip Lenard. Kto je teda vedec, ktorý objavil elektrón?
Atóm znamená nedeliteľný
Pojem „atóm“zaviedli do používania filozofi. Staroveký grécky mysliteľ Leucippus v 5. storočí pred n. e. naznačil, že všetko na svete sa skladá z malých častíc. Jeho žiak - Democritus, ich nazval atómy. Podľa filozofa sú atómy „tehlami“vesmíru, nedeliteľné a večné. Vlastnosti látok závisia od ich tvaru a vonkajšej štruktúry: atómy tečúcej vody sú hladké, kovové majú profilové zuby, ktoré dodávajú telu tvrdosť.
Vynikajúci ruský vedec M. V. Lomonosov, zakladateľ atómovo-molekulárnej teórie, veril, že v zložení jednoduchých látok sú častice (molekuly) tvorené jedným typom atómov, zložité - rôznymi typmi.
Samouk chemik John D alton (Manchester) v roku 1803, spoliehajúc sa naexperimentálne údaje a berúc hmotnosť atómov vodíka ako konvenčnú jednotku stanovili relatívne atómové hmotnosti niektorých prvkov. Atomistická teória Angličana mala veľký význam pre ďalší rozvoj chémie a fyziky.
Kto objavil elektrón?
Začiatkom 20. storočia sa nazhromaždilo množstvo experimentálnych údajov, ktoré dokazovali zložitosť štruktúry atómu. Patria sem fenomén fotoelektrického javu (G. Hertz, A. Stoletov 1887), objav katódových (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) a röntgenových (V. Roentgen, 1895) lúčov, rádioaktivita (A. Becquerel, 1896).
Vedci, ktorí pracovali s katódovými lúčmi, sa rozdelili do dvoch táborov: niektorí predpokladali vlnovú povahu javu, iní - korpuskulárny. Hmatateľné výsledky dosiahol profesor Vyššej normálnej školy (Lille, Francúzsko) Jean Baptiste Peren. V roku 1895 experimentmi ukázal, že katódové lúče sú prúdom záporne nabitých častíc. Možno je Peren fyzik, ktorý objavil elektrón?
Na pokraji skvelých vecí
Fyzik a matematik George Stoney (Kráľovská írska univerzita, Dublin) v roku 1874 vyslovil domnienku o diskrétnosti elektriny. V ktorom roku a kým bol objavený elektrón? V priebehu experimentálnych prác na elektrolýze to bol D. Stoney, kto určil hodnotu minimálneho elektrického náboja (dosiahnutý výsledok (10-20 C) bol však 16-krát menší ako ten skutočný). V roku 1891 nazval írsky vedec jednotku elementárneho elektrického náboja „elektrón“(zo starogréčtiny"jantárová").
O rok neskôr sformuloval Hendrik Lawrence (Leidenská univerzita, Holandsko) hlavné ustanovenia svojej elektronickej teórie, podľa ktorej je štruktúra akejkoľvek látky založená na diskrétnych elektrických nábojoch. Títo vedci sa nepovažujú za objaviteľa častice, ale ich teoretický a praktický výskum sa stal spoľahlivým základom pre budúci Thomsonov objav.
Neúnavný nadšenec
Na otázku, kto a kedy objavil elektrón, dávajú encyklopédie jasnú a jednoznačnú odpoveď – Joseph John Thomson v roku 1897. V čom teda spočíva zásluha anglického fyzika?
Otec budúceho prezidenta Kráľovskej spoločnosti v Londýne bol kníhkupec a od detstva vštepoval svojmu synovi lásku k tlačenému slovu a túžbu po nových vedomostiach. Po absolvovaní Owens College (od roku 1903 - University of Manchester) a University of Cambridge v roku 1880 nastúpil mladý matematik Joseph Thomson do Cavendish Laboratory. Experimentálne štúdie mladého vedca úplne uchvátili. Kolegovia si všimli jeho neúnavnosť, odhodlanie a mimoriadne nadšenie pre praktickú prácu.
V roku 1884, vo veku 28 rokov, bol Thomson vymenovaný za riaditeľa laboratória, ktorý nahradil lorda C. Rayleigha. Pod vedením Thomsona sa laboratórium za ďalších 35 rokov stalo jedným z najväčších centier svetovej fyziky. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin začali svoju cestu odtiaľto.
Pozor na detail
Thomson začal svoju prácu na štúdiu katódových lúčov kontrolnými experimentmijeho predchodcov. Pre mnohé experimenty bolo vyrobené špeciálne zariadenie podľa osobných nákresov riaditeľa laboratória. Po získaní kvalitatívneho potvrdenia experimentov Thomsonovi nenapadlo zastaviť sa tam. Svoju hlavnú úlohu videl v presnom kvantitatívnom určení povahy lúčov a ich častíc.
Nová elektrónka, navrhnutá pre nasledujúce experimenty, obsahovala nielen obvyklú katódu a urýchľovacie elektródy (vo forme dosiek a krúžkov) s vychyľovacím napätím. Prúd častíc bol nasmerovaný na sito pokryté tenkou vrstvou hmoty, ktorá žiarila, keď častice dopadli. Prúd mal byť riadený kombinovaným účinkom elektrických a magnetických polí.
Časti atómu
Je ťažké byť priekopníkom. Ešte ťažšie je obhájiť svoje presvedčenie, ktoré je v rozpore s koncepciami, ktoré sa etablovali tisícročiami. Viera v seba, vo svoj tím urobila z Thomsona osobu, ktorá objavila elektrón.
Skúsenosti priniesli úžasné výsledky. Hmotnosť častíc sa ukázala byť 2 tisíckrát menšia ako hmotnosť vodíkových iónov. Pomer náboja častice k jej hmotnosti nezávisí od prietoku, vlastností materiálu katódy alebo charakteru plynného média, v ktorom sa výboj vyskytuje. Bol navrhnutý záver, ktorý odporuje všetkým základom: krvinky sú univerzálne častice hmoty v zložení atómu. Thomson z času na čas usilovne a starostlivo kontroloval výsledky experimentov a výpočtov. Keď už nebolo pochýb, bola predložená správa o povahe katódových lúčov pre Kráľovskú spoločnosť v Londýne. Na jar 1897 atómprestal byť nedeliteľný. V roku 1906 dostal Joseph Thomson Nobelovu cenu za fyziku.
Neznámy Johann Wiechert
Meno Johanna Emila Wiecherta, profesora geofyziky na Köningsbör a potom na Göttingenskej univerzite, výskumníka seizmografie našej planéty, je známejšie v odborných kruhoch geológov a geografov. Ten je však známy aj fyzikom. Toto je jediná osoba, ktorú oficiálna veda spolu s Thomsonom uznáva ako objaviteľa elektrónu. A aby som bol úplne presný, dielo popisujúce Wiechertove experimenty a výpočty vyšlo v januári 1897 – o štyri mesiace skôr ako Angličanova správa. O tom, kto objavil elektrón, sa už historicky rozhodlo, no fakt zostáva.
Pre informáciu: Thomson nepoužil výraz „elektrón“v žiadnom zo svojich diel. Použil názov "telieska".
Kto objavil protón, neutrón a elektrón?
Po objave prvej elementárnej častice sa začali vytvárať predpoklady o možnej štruktúre atómu. Jeden z prvých modelov navrhol sám Thomson. Atóm, hovorí, je ako kúsok hrozienkového pudingu: negatívne častice sú vložené do kladne nabitého tela.
V roku 1911 Ernest Rutherford (Nový Zéland, Veľká Británia) navrhol, že model atómu má planetárnu štruktúru. O dva roky neskôr predložil hypotézu o existencii kladne nabitej častice v jadre atómu a keď ju experimentálne získal, nazval ju protón. Predpovedal aj prítomnosť neutrálnej častice s hmotnosťou protónu v jadre (neutrón objavil v roku 1932 anglický vedec J. Chadwick). V roku 1918 Joseph Thomson odovzdal vedenie laboratória Ernestovi Rutherfordovi.
Je potrebné povedať, že objav elektrónu nám umožnil nový pohľad na elektrické, magnetické a optické vlastnosti hmoty. Je ťažké preceňovať úlohu Thomsona a jeho nasledovníkov vo vývoji atómovej a jadrovej fyziky.
