Электронды кім ашқаны туралы пікірталас әлі күнге дейін басылған жоқ. Элементар бөлшекті ашушы рөлінде Джозеф Томсоннан басқа кейбір ғылым тарихшылары Хендрик Лоренц пен Питер Зееманды, басқалары - Эмиль Вихертті, үшіншілері - Филипп Ленардты көреді. Сонымен электронды ашқан ғалым кім?
Атом бөлінбейтін дегенді білдіреді
«Атом» ұғымын философтар қолданысқа енгізген. Ежелгі грек ойшылы Левкипп б.з.б. e. дүниедегі барлық нәрсе ұсақ бөлшектерден тұрады деген болжам жасады. Оның шәкірті - Демокрит оларды атомдар деп атады. Философтың пікірінше, атомдар – бөлінбейтін және мәңгілік ғаламның «кірпіштері». Заттардың қасиеттері олардың пішіні мен сыртқы құрылымына байланысты: ағып жатқан судың атомдары тегіс, металлдікі денеге қаттылық беретін профильді тістері бар.
Атом-молекулалық теорияның негізін салушы көрнекті орыс ғалымы М. В. Ломоносов қарапайым заттардың құрамында корпускулалар (молекулалар) атомдардың бір түрінен, күрделілер әр түрлі типтен түзіледі деп есептеді.
Өзін-өзі үйреткен химик Джон Далтон (Манчестер) 1803 ж.тәжірибелік мәліметтер және сутегі атомдарының массасын шартты бірлік ретінде алып, кейбір элементтердің салыстырмалы атомдық массаларын анықтады. Ағылшынның атомдық теориясы химия мен физиканың одан әрі дамуы үшін үлкен маңызға ие болды.
Электронды кім ашты?
20 ғасырдың басына қарай атом құрылысының күрделілігін дәлелдейтін бірқатар тәжірибелік деректер жинақталды. Оларға фотоэффект құбылысы (Г. Герц, А. Столетов 1887), катодтың ашылуы (Ю. Плюккер, В. Крукс, 1870) және рентгендік (В. Рентген, 1895) сәулелер, радиоактивтілік (А) жатады. Becquerel, 1896).
Катодтық сәулелермен жұмыс істеген ғалымдар екі лагерьге бөлінді: кейбіреулері құбылыстың толқындық сипатын, басқалары корпускулярлық сипатқа ие болды. Нақты нәтижелерге Жоғары қалыпты мектептің (Лилль, Франция) профессоры Жан Батист Перен қол жеткізді. 1895 жылы ол катодтық сәулелер теріс зарядталған бөлшектердің ағыны екенін тәжірибелер арқылы көрсетті. Мүмкін Перен электронды ашқан физик шығар?
Тамаша істер қарсаңында
Физик және математик Джордж Стоуни (Корольдік Ирланд университеті, Дублин) 1874 жылы электр тогының дискреттілігі туралы болжам айтты. Электронды қай жылы және кім ашты? Электролиз бойынша тәжірибелік жұмыс барысында ең аз электр зарядының мәнін анықтаған Д. Стоуни болды (бірақ алынған нәтиже (10-20 С) 16 есе аз болды. нақты). 1891 жылы ирланд ғалымы элементар электр зарядының бірлігін «электрон» деп атады (ежелгі грек тілінен."сары").
Бір жылдан кейін Хендрик Лоуренс (Лейден университеті, Нидерланды) өзінің электрондық теориясының негізгі ережелерін тұжырымдады, оған сәйкес кез келген заттың құрылымы дискретті электр зарядтарына негізделген. Бұл ғалымдар бөлшекті ашушы болып саналмайды, бірақ олардың теориялық және практикалық зерттеулері Томсонның болашақ ашылуына сенімді негіз болды.
Тынымсыз энтузиаст
Электронды кім және қашан ашты деген сұраққа энциклопедиялар нақты және бір мәнді жауап береді - Джозеф Джон Томсон 1897 ж. Сонымен, ағылшын физигі қандай еңбек сіңірді?
Лондон корольдік қоғамының болашақ президентінің әкесі кітап сатушы болды және бала кезінен бастап оның баласына баспа сөзге деген сүйіспеншілік пен жаңа білімге құштарлықты оятты. Оуэнс колледжін (1903 жылдан – Манчестер университеті) және 1880 жылы Кембридж университетін бітіргеннен кейін жас математик Джозеф Томсон Кавендиш зертханасына жұмысқа орналасты. Эксперименттік зерттеулер жас ғалымды толығымен баурап алды. Әріптестер оның қажымастығын, алғырлығын және практикалық жұмысқа деген ерекше ынтасын атап өтті.
1884 жылы 28 жасында Томсон лорд К. Рэйлидің орнына зертхана директоры болып тағайындалды. Томсонның жетекшілігімен зертхана келесі 35 жылда әлемдік физиканың ең ірі орталықтарының біріне айналды. Э. Резерфорд, Н. Бор, П. Лангевин саяхаттарын осы жерден бастады.
Егжей-тегжейге назар аудару
Томсон катодтық сәулелерді зерттеу жұмысын тәжірибелерді тексеруден бастады.оның алдындағылар. Көптеген тәжірибелер үшін зертхана директорының жеке сызбалары бойынша арнайы құрал-жабдықтар жасалды. Тәжірибелердің сапалы растауын алған Томсон мұнымен тоқтауды ойламады. Ол өзінің негізгі міндетін сәулелердің және олардың құрамдас бөлшектерінің табиғатын дәл сандық анықтаудан көрді.
Келесі тәжірибелерге арналған жаңа түтікке тек ауытқу кернеуі бар кәдімгі катод пен үдеткіш электродтар (пластиналар мен сақиналар түріндегі) ғана емес. Корпускулалар ағыны бөлшектер соқтығысқан кезде жарқыраған жұқа материя қабатымен жабылған экранға бағытталды. Ағын электрлік және магниттік өрістердің бірлескен әсерімен басқарылуы керек еді.
Атом бөліктері
Пионер болу қиын. Мыңдаған жылдар бойы қалыптасқан концепцияларға қайшы келетін өз нанымдарын қорғау одан да қиын. Өзіңізге, командаңызға деген сенім Томсонды электронды ашқан адамға айналдырды.
Тәжірибе керемет нәтиже берді. Бөлшектердің массасы сутегі иондарынан 2 мың есе аз болып шықты. Корпускуланың зарядының оның массасына қатынасы ағынның жылдамдығына, катодтық материалдың қасиеттеріне немесе разряд пайда болатын газ ортасының табиғатына байланысты емес. Барлық негіздерге қайшы келетін қорытынды ұсынылды: корпускулалар атом құрамындағы заттың әмбебап бөлшектері. Уақыт өте келе Томсон тәжірибелер мен есептеулердің нәтижелерін мұқият және мұқият тексерді. Күмән қалмаған соң, Лондон корольдік қоғамына катодтық сәулелердің табиғаты туралы баяндама жасалды. 1897 жылдың көктемінде атомбөлінбейтін болудан қалды. 1906 жылы Джозеф Томсон физика бойынша Нобель сыйлығымен марапатталды.
Белгісіз Иоганн Вихерт
Кенингсбордың, содан кейін Геттинген университетінің геофизика профессоры, планетамыздың сейсмографиясын зерттеуші Иоганн Эмиль Вихерттің есімі геологтар мен географтардың кәсіби орталарында жақсы танымал. Бірақ ол физиктерге де таныс. Бұл Томсонмен бірге ресми ғылым электронды ашушы деп таныған жалғыз адам. Дәлірек айтсақ, Вихерттің эксперименттері мен есептеулерін сипаттайтын жұмыс 1897 жылдың қаңтарында - ағылшынның баяндамасынан төрт ай бұрын жарияланған. Электронды кім ашқаны қазірдің өзінде тарихи түрде шешілген, бірақ факт сақталады.
Анықтама үшін: Томсон ешбір шығармасында «электрон» терминін қолданбаған. Ол "корпускулалар" деген атауды қолданды.
Протонды, нейтронды және электронды кім ашты?
Алғашқы элементар бөлшек ашылғаннан кейін атомның мүмкін болатын құрылымы туралы болжамдар жасала бастады. Алғашқы үлгілердің бірін Томсонның өзі ұсынған. Оның айтуынша, атом мейіз пудингінің бір бөлігіне ұқсайды: теріс бөлшектер оң зарядталған денеге енген.
1911 жылы Эрнест Резерфорд (Жаңа Зеландия, Ұлыбритания) атом моделінің планетарлық құрылымы бар деген болжам жасады. Екі жылдан кейін ол атом ядросында оң зарядталған бөлшектің бар екендігі туралы гипотезаны алға тартты және оны тәжірибе жүзінде ала отырып, оны протон деп атады. Ол сондай-ақ ядрода протонның массасы бар бейтарап бөлшектің болуын болжаған (нейтронды 1932 жылы ағылшын ғалымы Дж. Чедвик ашқан). 1918 жылы Джозеф Томсон зертхананы басқаруды Эрнест Рутерфордқа тапсырды.
Электронның ашылуы заттың электрлік, магниттік және оптикалық қасиеттеріне жаңаша қарауға мүмкіндік берді деп айту керек пе? Томсон мен оның ізбасарларының атом және ядролық физиканың дамуындағы рөлін асыра бағалау қиын.
