1897-жылы англиялык физик Джозеф Джон Томсон (1856-1940) вакуумдагы электр разрядынын табиятын изилдөөгө багытталган бир катар эксперименттерден кийин электронду ачкан. Белгилүү илимпоз электрдик заряддуу плиталардын жана магниттердин нурларынын кыйшаюуларын электрондордун атомдордон бир топ кичине экендигинин далили катары чечмелеген.
Улуу физик жана окумуштуу инженер болушу керек эле
Томсон Джозеф Джон, улуу илимпоз, физик жана насаатчы, атасы ойлогондой инженер болушу керек болчу, бирок ал кезде үй-бүлөдө билим алууга каражат жок болчу. Анын ордуна, жаш Томсон Макестердеги колледжде, кийинчерээк Кембриджде окуган. 1884-жылы ал Кембридждеги Эксперименталдык физиканын профессору болуп дайындалган, бирок ал жеке өзү өтө аз эксперименталдык иштерди жасаган. Ал аппараттык камсыздоону иштеп чыгуу жана ага байланыштуу көйгөйлөрдү диагностикалоо боюнча өзүнүн талантын ачты. Томсон Джозеф Джон окуучуларын шыктандырып, берген жакшы мугалим болгонуниверситетте жана орто мектепте окутуу илимин енуктуруунун кенири проблемасына олуттуу кецул бурулат.
Нобель сыйлыгынын лауреаты
Томсон көптөгөн түрдүү сыйлыктарды, анын ичинде 1906-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгын алган. Ал ошондой эле анын кээ бир өнөктөштөрүнүн Нобель сыйлыктарын, анын ичинде 1908-жылы химия боюнча Рутерфордду алганын көрүп абдан кубанган. Уильям Проут жана Норман Локиер сыяктуу бир катар илимпоздор атомдор ааламдагы эң кичинекей бөлүкчөлөр эмес жана алар фундаменталдуу бирдиктерден куралган деп айтышкан.
Электрондун ачылышы (кыскача)
1897-жылы Томпсон негизги бирдиктердин бири атомдон 1000 эсе кичине деп сунуштаган, бул субатомдук бөлүкчө электрон деп аталып калган. Окумуштуу муну катод нурларынын касиеттери боюнча изилдөөлөрү аркылуу ачкан. Ал термикалык өтүү нурлары тийгенде пайда болгон жылуулукту өлчөө жолу менен катод нурларынын массасын эсептеп, аны нурдун магниттик ийилишине салыштырган. Анын эксперименттери катод нурлары суутек атомуна караганда 1000 эсе жеңил экенин гана эмес, атомдун түрүнө карабастан алардын массасы бирдей болгонун көрсөтөт. Окумуштуу нурлар атомдор үчүн универсалдуу курулуш материалы болгон өтө жеңил, терс заряддуу бөлүкчөлөрдөн турат деген жыйынтыкка келген. Ал бул бөлүкчөлөрдү "корпускулалар" деп атаган, бирок кийинчерээк илимпоздор 1891-жылы Жорж Джонстон Стоуни тарабынан сунушталган "электрондор" аталышын артык көрүшкөн.
Томпсондун эксперименттери
Катод нурларынын ийилүүсүн электр жана магнит талаасы менен салыштырып, физик электрондун зарядын жана массасын ишенимдүү өлчөөлөрдү алды. Томсондун эксперименти атайын катод нурларынын түтүкчөлөрүнүн ичинде жүргүзүлгөн. 1904-жылы ал атомдун модели бөлүкчөлөрдүн абалы электростатикалык күчтөр менен аныкталуучу оң заттын сферасы деп гипотеза жасаган. Атомдун жалпы нейтралдуу зарядын түшүндүрүү үчүн Томпсон корпускулалар оң заряддын бирдей талаасында бөлүштүрүлөт деп сунуш кылган. Электрондун ачылышы атомдун андан да кичинекей бөлүктөргө бөлүнүшүнө ишенүүгө мүмкүндүк берди жана атомдун майда-чүйдөсүнө чейин моделин түзүүнүн алгачкы кадамы болду.
Ачылуулар таржымалы
Джозеф Джон Томсон электрондун ачуучусу катары кеңири белгилүү. Профессор өзүнүн карьерасынын көбүндө газдар аркылуу электр тогун өткөрүүнүн ар кандай аспектилери боюнча иштеген. 1897-жылы (электрондун ачылган жылы) ал катод нурлары деп аталган нерсе чындыгында кыймылдагы терс заряддуу бөлүкчөлөр экенин эксперимент жолу менен далилдеген.
Көптөгөн кызыктуу суроолор ачуу процессине түздөн-түз байланыштуу. Катоддук нурлардын мүнөздөмөсү Томсонго чейин эле болгондугу анык жана бир нече окумуштуулар буга чейин маанилүү салым кошкон. Анда электронду биринчи ачкан Томсон болгон деп ишенимдүү айта алабызбы? Анткени, ал вакуумдук түтүктү же катод нурларынын болушун ойлоп тапкан эмес. Электрондун ачылышы таза кумулятивдүү процесс. Кредиттүү пионер эң маанилүү салым кошотсалым кошуу, анын алдында топтолгон бардык тажрыйбаны жалпылоо жана системалаштыруу.
Томсон катоддук нур түтүктөр
Электрондун улуу ачылышы атайын жабдуулар менен жана белгилүү шарттарда жасалган. Томсон эки пластинаны камтыган катад нурунун түтүгүн колдонуу менен бир катар эксперименттерди жүргүзгөн, нурлар алардын ортосунда өтүшү керек болчу. Абанын көбү эвакуацияланган идиштен электр тогу өткөндө пайда болгон катод нурларынын табиятына байланыштуу көптөн бери уланып келе жаткан талаш-тартыштар токтотулду.
Бул идиш катоддук нур түтүгү болгон. Жакшыртылган вакуум ыкмасын колдонуу менен Томсон бул нурлар газдын түрүнө жана өткөргүч катары колдонулган металлдын түрүнө карабастан бөлүкчөлөрдөн турат деген ынанымдуу аргумент келтире алган. Томсонду атомду жарган адам деп атоого болот.
Илимий баш тартуубу? Бул Томсон жөнүндө эмес
Өз доорунун көрүнүктүү физики эч кандай илимий жактан четтеп калган эмес, анткени көп учурда мыкты илимпоздор эске алынат. Ал абдан ийгиликтүү Кавендиш лабораториясынын административдик жетекчиси болгон. Дал ошол жерден илимпоз Роуз Элизабет Пегет менен таанышып, 1890-жылы ага турмушка чыккан.
Томсон бир катар илимий долбоорлорду жетектеп гана тим болбостон, университет менен колледждердин аз колдоосу менен лабораториялык имараттарды оңдоону да каржылаган. Бул таланттуу болчумугалим. Анын айланасына 1895-жылдан 1914-жылга чейин чогулган адамдар дүйнөнүн бардык бурчунан келишкен. Алардын айрымдары анын тушунда жети Нобель сыйлыгын алышкан.
1910-жылы Кавендиш лабораториясында Томсон менен иштеп жүргөндө Эрнест Рутерфорд атомдун ички түзүлүшүн заманбап түшүнүүгө алып келген изилдөөлөрдү жүргүзгөн.
Томсон окутууга абдан олуттуу мамиле кылган: ал дайыма башталгыч класстарда эртең менен лекция окуп, түштөн кийин аспиранттарга илимден сабак берген. Окумуштуу бул доктринаны изилдөөчү үчүн пайдалуу деп эсептеген, анткени ал негизги идеяларды мезгил-мезгили менен кайра карап чыгууну жана ошол эле учурда мурда эч ким көңүл бурбаган жаңы нерсени ачуу мүмкүнчүлүгүнө орун калтырууну талап кылат. Муну электрондун ачылышынын тарыхы ачык ырастап турат. Томпсон илимий ишмердүүлүгүнүн көбүн сейрек кездешүүчү газдар жана вакуум мейкиндиги аркылуу электрдик заряддуу ток бөлүкчөлөрүнүн өтүшүн изилдөөгө арнаган. Ал катод жана рентген нурларын изилдөө менен алектенип, атомдук физиканы изилдөөгө эбегейсиз салым кошкон. Мындан тышкары, Томсон магниттик жана электрдик талаалардагы электрондордун кыймылынын теориясын да иштеп чыккан.
