1897 yilda ingliz fizigi Jozef Jon Tomson (1856-1940) vakuumdagi elektr razryadning tabiatini o'rganishga qaratilgan bir qator tajribalardan so'ng elektronni kashf etdi. Mashhur olim elektr zaryadlangan plastinkalar va magnitlarning nurlarining burilishlarini elektronlar atomlardan ancha kichik ekanligining dalili sifatida talqin qildi.
Buyuk fizik va olim muhandis boʻlishi kerak edi
Buyuk olim, fizik va murabbiy Tomson Jozef Jon, otasi o'ylaganidek, muhandis bo'lishi kerak edi, lekin o'sha paytda oilada ta'lim uchun pul to'lashga imkoni yo'q edi. Buning o'rniga, yosh Tomson Makesterdagi, keyinroq Kembrijdagi kollejda o'qidi. 1884 yilda u Kembrijdagi eksperimental fizika professori lavozimiga tayinlandi, garchi u shaxsan juda kam eksperimental ish qilgan bo'lsa ham. U apparatni ishlab chiqish va tegishli muammolarni tashxislash qobiliyatini kashf etdi. Tomson Jozef Jon yaxshi o'qituvchi bo'lib, o'z shogirdlarini ilhomlantirgan va berganuniversitet va o'rta maktabda o'qitish fanini rivojlantirishning keng muammosiga katta e'tibor.
Nobel mukofoti laureati
Tomson 1906-yilda fizika boʻyicha Nobel mukofotini oʻz ichiga olgan turli mukofotlarga sazovor boʻlgan. Shuningdek, u o'zining ba'zi hamkorlari Nobel mukofotlarini, shu jumladan 1908 yilda kimyo bo'yicha Ruterfordni olganini ko'rishdan juda mamnun edi. Uilyam Prout va Norman Lokyer kabi bir qator olimlar atomlar koinotdagi eng kichik zarralar emasligini va ular asosiy birliklardan qurilganligini ta'kidladilar.
Elektronning kashf etilishi (qisqacha)
1897 yilda Tompson asosiy birliklardan biri atomdan 1000 marta kichik ekanligini taklif qildi, bu subatomik zarracha elektron nomi bilan ma'lum bo'ldi. Olim buni katod nurlarining xossalari bo‘yicha olib borgan tadqiqotlari natijasida aniqladi. U termal o'tish nurlari urilganda hosil bo'ladigan issiqlikni o'lchash yo'li bilan katod nurlarining massasini hisobladi va uni nurning magnit og'ishi bilan taqqosladi. Uning tajribalari shuni ko'rsatadiki, katod nurlari vodorod atomidan 1000 marta engilroq, balki atom turidan qat'iy nazar ularning massasi bir xil bo'lgan. Olim shunday xulosaga keldiki, nurlar atomlar uchun universal qurilish materiali bo‘lgan juda yengil, manfiy zaryadli zarrachalardan iborat. U bu zarralarni "korpuskulalar" deb atagan, ammo keyinchalik olimlar Jorj Jonston Stoni tomonidan 1891 yilda taklif qilingan "elektronlar" nomini afzal ko'rishgan.
Tompson tajribalari
Katod nurlarining burilishlarini elektr va magnit maydonlar bilan solishtirib, fizik elektronning zaryadi va massasining ishonchliroq o'lchovlarini oldi. Tomson tajribasi maxsus katod nurli naychalar ichida o'tkazildi. 1904 yilda u atom modeli zarrachalarning joylashuvi elektrostatik kuchlar bilan belgilanadigan musbat materiya sferasi deb faraz qildi. Atomning umumiy neytral zaryadini tushuntirish uchun Tompson korpuskulalar bir xil musbat zaryad maydonida taqsimlanganligini taklif qildi. Elektronning kashf etilishi atomni undan ham kichikroq qismlarga boʻlinishi mumkinligiga ishonish imkonini berdi va bu atomning batafsil modelini yaratish yoʻlidagi birinchi qadam boʻldi.
Kashfiyot tarixi
Jozef Jon Tomson elektronning kashfiyotchisi sifatida keng tanilgan. Faoliyatining ko'p qismida professor gazlar orqali elektr tokini o'tkazishning turli jihatlari ustida ishlagan. 1897 yilda (elektron kashf etilgan yil) u katod nurlari deb ataladigan narsa aslida harakatdagi manfiy zaryadlangan zarralar ekanligini eksperimental ravishda isbotladi.
Koʻp qiziqarli savollar bevosita ochilish jarayoni bilan bogʻliq. Ko'rinib turibdiki, katod nurlarining tavsifi Tomsondan oldin bo'lgan va bir qancha olimlar allaqachon muhim hissa qo'shgan. Shunda biz aniq ayta olamizmi, aynan Tomson elektronni birinchi bo'lib kashf etgan? Axir, u vakuum naychasini yoki katod nurlarining mavjudligini ixtiro qilmagan. Elektronning kashf etilishi sof kümülatif jarayondir. Kreditlangan kashshof eng muhim hissa qo'shadihissa qo'shish, uning oldida to'plangan barcha tajribani umumlashtirish va tizimlashtirish.
Tomson katod nurli naychalari
Elektronning buyuk kashfiyoti maxsus jihozlar yordamida va ma'lum sharoitlarda amalga oshirilgan. Tomson ikkita plastinani o'z ichiga olgan katod nurlari trubkasi yordamida bir qator tajribalar o'tkazdi, ular orasida nurlar harakatlanishi kerak edi. Havoning katta qismi evakuatsiya qilingan idishdan elektr toki o‘tganda yuzaga keladigan katod nurlarining tabiati haqidagi uzoq vaqtdan beri davom etayotgan bahs-munozaralar to‘xtatildi.
Bu idish katod nurli trubka edi. Tomson takomillashtirilgan vakuum usulidan foydalangan holda, bu nurlarning gaz turi va o'tkazgich sifatida ishlatiladigan metall turidan qat'i nazar, zarrachalardan iborat ekanligi haqida ishonchli dalil keltira oldi. Tomsonni haqli ravishda atomni parchalagan odam deb atash mumkin.
Ilmiy raddiyami? Bu Tomson haqida emas
O'z davrining buyuk fizigi hech qanday ilmiy dalda bo'lmagan, chunki ko'pincha zo'r olimlar haqida o'ylashadi. U juda muvaffaqiyatli Kavendish laboratoriyasining ma'muriy rahbari edi. Aynan o'sha yerda olim Rouz Elizabeth Paget bilan uchrashdi va u 1890 yilda turmushga chiqdi.
Tomson nafaqat bir qancha tadqiqot loyihalarini boshqargan, balki universitet va kollejlarning kam koʻmagi bilan laboratoriya binolarini taʼmirlashni ham moliyalagan. Bu iste'dodli edio'qituvchi. U 1895 yildan 1914 yilgacha atrofiga to‘plagan odamlar dunyoning turli burchaklaridan kelgan. Ulardan ba'zilari uning qo'l ostida yettita Nobel mukofotiga sazovor bo'lgan.
1910-yilda Kavendish laboratoriyasida Tomson bilan ishlagan vaqtida Ernest Ruterford atomning ichki tuzilishini zamonaviy tushunishga olib kelgan tadqiqotlarni olib bordi.
Tomson oʻz taʼlimotiga juda jiddiy yondashgan: u muntazam ravishda ertalab boshlangʻich sinflarda maʼruza oʻqigan va tushdan keyin aspirantlarga fandan dars bergan. Olim ushbu ta'limotni tadqiqotchi uchun foydali deb hisobladi, chunki u asosiy g'oyalarni vaqti-vaqti bilan qayta ko'rib chiqishni va shu bilan birga hech kim e'tibor bermagan yangi narsani kashf qilish imkoniyati uchun joy qoldirishni talab qiladi. Elektronning kashf etilishi tarixi buni aniq tasdiqlaydi. Tompson oʻzining ilmiy faoliyatining katta qismini elektr zaryadlangan tok zarrachalarining siyrak gazlar va vakuum fazosidan oʻtishini oʻrganishga bagʻishladi. U katod va rentgen nurlarini o'rganish bilan shug'ullangan va atom fizikasini o'rganishga katta hissa qo'shgan. Bundan tashqari, Tomson magnit va elektr maydonlarda elektronlar harakati nazariyasini ham ishlab chiqdi.
