J. J. Thomson – elektroni avastaja ja Nobeli preemia laureaat
Sir Joseph John "J. J." Thomson, OM, FRS (18. detsember 1856 – 30. august 1940) oli Briti füüsik ja Nobeli preemia laureaat, keda peetakse üheks aatomifüüsika rajajatest. Ta sündis Manchesteris ja õppis muuhulgas Owens College'is ning Cambridge'i ülikoolis. Hiljem juhtis ta Cambridge'i Cavendish'i laborit, kus tegid tööd mitmed hiljem kuulsaks saanud teadlased.
Peamised avastused ja töömeetodid
1897. aastal näitas Thomson, et katoodkiirgus koosneb seni tundmatust negatiivselt laetud osakestest, mille mass on võrreldes elektrilaenguga väga väike. Selle töö käigus mõõtis ta katoodkiirte kallet elektri- ja magnetväljas ning määras osakese laengu ja massi suhte (e/m). Hiljem hakati seda osakest nimetama elektroniks, mis oli esimene avastatud subatomaarneosake. Thomsoni avastus muutis fundamentaalselt ettekujutust aatomist ja aitas alustada modernset aatomifüüsikat.
Lisaks elektroni avastamisele arendas Thomson ka seadmeid ja meetodeid, mis võimaldasid osakeste massi ja laengu uurimist: ta leiutas tüüpilisi massispektromeetreid, mis hiljem arendati edasi täpseteks massispektrograafideks. 1913. aastal leidis ta anoodikiirte (positiivsete katioonide) uurimise käigus esimesed tõendid stabiilsete (mitte-radioaktiivsete) elementide isotoopide olemasolu — näiteks neoniga tehtud katsetused andsid vihjeid eri massiga neonisotopidele.
Aatomimudel ja teaduslik mõju
Aatomiteoorias pakkus Thomson algselt välja mudeli, kus aatom on ühtlaselt positiivselt laetud "kera", milles on negatiivselt laetud elektronid sisse süvistatuna. Seda üldlevinud kujuteldavat mudelit on sageli nimetatud nn "plum pudding" ehk pudrumudeliks. Hiljem, täiendavate katsete ja teiste teadlaste tööde (näiteks Rutherfordi kulgatuste uurimised) tulemusel, selgus, et aatomistruktuur on keerukam ja sisaldab keskset positiivset tuuma ning mitu negatiivselt laetud osakest.
Tunnustused ja pärand
Thomson sai 1906. aastal Nobeli füüsikapreemia oma katsetööde eest elektronide ja gaasijuhtivuse uurimisel. Tema töö aitas rajada laboratoorseid meetodeid ja mõttemudeleid, mis olid aluseks 20. sajandi aatomiteadmisele. Paljud noored teadlased, kes õppisid ja töötasid tema juures Cambridge'i ülikoolis, näiteks Ernest Rutherfordi ja James Chadwicki varased kolleegid, said hiljem samuti kuulsaks ja jätkasid Thomsoni uurimisteed muudes suundades.
Thomsoni töö mõjutas tugevalt nii teoreetilist kui eksperimentaalset füüsikat: tema avastused andsid aluse elektronide uurimisele, aatomimudelite arengule ja massispektromeetria põhimõtetele, mida kasutatakse tänapäeval laialdaselt nii teaduses kui ka tööstuses. John Joseph Thomsoni kuulsad sõnad 1893. aastal — "Ükski teine füüsikavaldkond ei paku meile nii paljulubavat võimalust tungida elektrienergia saladusse." — peegeldavad tema püsivat huvi aatomi sisemise ülesehituse ja elektrilise maailma mõistmise vastu.
Küsimused ja vastused
K: Kes oli Sir Joseph John "J.J." Thomson?
V: Sir Joseph John "J.J." Thomson oli Briti füüsik ja Nobeli preemia laureaat, kes avastas elektroni ja isotoobid ning leiutas massispektromeetrid.
K: Mida ütles J. J. Thomson 1893. aastal elektri kohta?
V: 1893. aastal ütles J. J. Thomson: "Ükski teine füüsikavaldkond ei paku meile nii paljulubavat võimalust tungida elektrienergia saladusse."
K: Mida avastas J. J. Thomson 1897. aastal?
V: 1897. aastal näitas J. J. Thomson, et katoodkiirgus koosneb seni tundmatust negatiivselt laetud osakestest, mille mass on võrreldes elektrilaenguga väga väike - hiljem tuntud kui elektron - ja mis oli esimene leitud subatomaarne osakese.
K: Mida oletas J. J. Thompson aatomiteooria aatomite kohta?
V: Aatomiteoorias püstitas ta hüpoteesi, et aatomid on ühtlaselt jaotunud positiivse laenguga sfäärid, kus igas aatomi sfääris asus üks negatiivselt laetud elektron .
K: Millal leidis J. J. Thompson tõendeid isotoopide kohta? V: Esimesed tõendid stabiilse (mitte-radioaktiivse) elemendi isotoopide kohta leidis ta 1913. aastal anoodikiirte (positiivsete katioonide) uurimisel.
K: Mitu kuulsat füüsikut õppis koos temaga Cambridge'i ülikoolis? V: Paljudest noortest meestest, kes õppisid ja töötasid koos temaga Cambridge'i ülikoolis, said samuti kuulsad füüsikud.
