Вплив експериментальних досліджень Томсона на розвиток фізики
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
?, з яких, знаючи напруженості двох полів, легко визначити як v, так і e/m.
Знайдене таким чином значення e/m для катодних "корпускул" (як називає їх Томсона) виявилося в 1000 разів більше відповідного значення для іона водню (тепер ми знаємо, що істинне відношення близьке до 1800:1). Водень серед усіх елементів має найбільше відношення заряду до маси. Якщо, як вважав Томсон, корпускули несли той же самий заряд, що і іон водню, ("одиничний" електричний заряд), то він відкрив нову суть, в 1000 разів легшу, ніж простий атом.
Ця здогадка підтвердилася, коли Томсон за допомогою приладу, винайденого Вільсоном, вдалося виміряти значення е і показати, що воно дійсне рівно відповідному значенню для іона водню. Він виявив далі, що відношення заряду до маси для корпускул з катодних променів не залежить від того, який газ знаходиться в газорозрядній трубці і з якого матеріалу зроблені електроди. Більше того, частки з тим же самим відношенням e/m вдавалося виділити з вугілля при нагріванні і з металів при дії на них ультрафіолетовими променями. Звідси він зробив висновок, що "атом - не остання межа подільності матерії; ми можемо рухатися далі - до корпускули, і ця корпускулярна фаза однакова, незалежно від джерела її виникнення.. Вона, видно, входить складовою частиною в усі різновиди матерії за самих різних умов, тому здається цілком природним розглядати корпускулу як один з цегли, з якої побудований атом".
Томсон пішов далі і запропонував модель атома, що узгоджується з його відкриттям. На початку XX ст. він висунув гіпотезу, що атом є розмитою сферою, що несе позитивний електричний заряд, в якій розподілені негативно заряджені електрони (як врешті-решт стали називати його корпускули). Ця модель, хоча вона і була незабаром витиснена ядерною моделлю атома, запропонованою Резерфордом, мала риси, що цінними для учених того часу і стимулюють їх пошуки.
Томсон отримав в 1906 р. Нобелівську премію по фізиці "на знак визнання його видатних заслуг в області теоретичних і експериментальних досліджень провідності електрики в газах". На церемонії презентації лауреата Дж.П. Класон, член Шведської королівської академії наук, привітав Томсона з тим, що він "дав світу декілька головних праць, дозволяючих натурфілософу нашого часу зробити нові дослідження в нових напрямах". Показавши, що атом не є самою останньою неділимою часткою матерії, як це довго рахували, Томсон і справді відкрив двері в нову еру фізичної науки.
Між 1906 і 1914 рр. у Томсона почався другий і останній великий період експериментальної діяльності. Він вивчав канальні промені, які рухаються у напрямку до катода в розрядній трубці. Хоча Вільгельм Він вже показав, що канальні промені є потоком позитивно заряджених часток, Томсона з колегами пролили світло на їх характеристику, виділили різні типи атомів і атомних груп в цих променях. У своїх дослідах Томсон продемонстрував абсолютно новий спосіб розподілу атомів, показавши, що деякі атомні групи, такі, як СН,, СН2 і СН3 можуть існувати, хоча в звичайних умовах їх існування нестабільне. Велике значення має і те, що йому вдалося виявити, що проби інертного газу неону містять атоми з двома різними атомними масами. Відкриття цих ізотопів зіграло важливу роль в розумінні природи важких радіоактивних елементів, таких, як радій і уран.
Під час першої світової війни Томсон працював в Управлінні досліджень і винаходів і був радником уряду. У 1918 р. він очолив
Трініті-колледж. Рік потому Резерфорд змінив його на посту професора експериментальної фізики і директора Кавендишской лабораторії.
Після 1919 р. діяльність Томсона зводилася до виконання обовязків глави Трініті-коледжу, додаткових досліджень в Кавендишскій лабораторії і вигідних вкладів грошей. Йому подобалося працювати в саду, і він часто здійснював далекі прогулянки у пошуках незвичайних рослин.
Томсон одружився на Розі Паджет в 1890 р.; у них були син і дочка. Його син, Дж.П. Томсон, отримав Нобелівську премію по фізиці за 1937 р. Томсон помер 30 серпня 1940г. і був похований у Вестмінстерському абатстві в Лондоні.
Томсон вплинув на фізику не лише результатами своїх блискучих експериментальних досліджень, але і як чудовий викладач і прекрасний керівник Кавендишской лабораторії. Притягнені цими його якостями, сотні найбільш талановитих молодих фізиків зі всього світу вибирали місцем навчання Кембрідж. З тих, хто працював в Кавендиші під керівництвом Томсона, семеро стали свого часу лауреатами Нобелівської премії.
На додаток до Нобелівської премії Томсон отримав багато інших нагород, серед яких можна вказати медалі: Королівську (1894), Хьюза (1902) і Коплі (1914), присуджені Лондонським королівським суспільством. Він був президентом Лондонського королівського суспільства в 1915 р. і його нагородили дворянством в 1908 р.