ג'וזף ג'ון תומסון
שגיאות פרמטריות בתבנית:מדען
פרמטרים [ פרסים והנצחה, ארצות מגורים ] לא מופיעים בהגדרת התבנית
 | |
| לידה | 18 בדצמבר 1856 |
|---|---|
| פטירה | 30 באוגוסט 1940 (בגיל 83) |
| ענף מדעי | פיזיקה |
| תרומות עיקריות | |
| מחקריו התאורטיים והניסיוניים בהולכת חשמל על ידי גזים. | |
ג'וזף ג'ון תומסון (באנגלית: Joseph John Thomson; 18 בדצמבר 1856 - 30 באוגוסט 1940), הידוע בכינוי ג'יי. ג'יי. תומסון, היה פיזיקאי אנגלי, מגלה האלקטרון וחתן פרס נובל לפיזיקה בשנת 1906.
תומסון נולד ב-1856 בצ'יטהאם היל (פרבר של מנצ'סטר) שבאנגליה, להורים ממוצא סקוטי. למד הנדסה במכללת אוון שבמנצ'סטר ועבר לטריניטי קולג' שבאוניברסיטת קיימברידג'. בשנת 1884 מונה למנהל מעבדת קוונדיש בקיימברידג' ושימש בתפקיד זה עד 1918. אחד מתלמידיו היה ארנסט רתרפורד שהחליפו בתפקיד.
תומסון הושפע מעבודותיהם של ג'יימס קלרק מקסוול ווילהלם רנטגן בנושא קרני רנטגן. הוא הסיק כי הקרינה הנפלטת מקתודה מורכבת מחלקיקים טעונים מטען שלילי, להם קרא "גופיפים" (corpuscles), שהיום ידועים כאלקטרונים. קדם לו ג.' ג'ונסון סטוני שהעלה השערה בדבר קיומו של האלקטרון כיחידת מידה באלקטרוכימיה, אבל תומסון שיער שהאלקטרון הוא חלקיק תת-אטומי, הראשון שנתגלה. תגליתו התפרסמה ב-1897 ועוררה התרגשות בקהילייה המדעית, והובילה בסופו של דבר לזכייתו בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1906. למרבה האירוניה, בנו, סר ג'ורג' פג'ט תומסון, זכה בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1937 על תגליתו שהאלקטרון הוא גם גל.
על סִפּה של מלחמת העולם הראשונה היה תומסון אחראי לתגלית אחרת, שהיוותה פריצת דרך נוספת - האיזוטופ.
בשנים 1915–1920 כיהן כנשיא החברה המלכותית. בשנת 1918 מונה למנהל טריניטי קולג' שבקיימברידג' ושימש בתפקיד עד מותו ב-1940.
תומסון קבור בכנסיית וסטמינסטר בסמוך לפיזיקאי דגול אחר, אייזק ניוטון.
ראשית חייו
תומסון נולד במנצ'סטר.
קריירה
גילוי האלקטרון
מספר מדענים, כגון ויליאם פראוט (William Prout) ונורמן לוקיטר (Norman Lockyr), הציעו שאטומים היו בנויים מיחידה יותר בסיסית, אך סברו כי היחידה הזאת תהיה הגודל של האטום הכי קטן, מימן. תומסן, ב-1897, היה הראשון להציע שהיחידה הבסיסית הייתה קטנה ביותר מפי 1,000 מהאטום, מציע את הרעיון של חלקיק תת-אטומי שכיום ידוע כאלקטרון. תומאס גילה זאת דרך ההתנסות שלו בתכונות של קרני קתודה. תומאס הציע את ההצעה שלו ב-30 באפריל 1897 בעקבות הגילוי שלו שקרני קתודה (באותה זמן ידועות כקרני לנארד) יכולות לנוע דרך האוויר הרבה יותר ממה שצפוי לחלקיק בגודל אטומי. הוא העריך את המסה של קרני הקתודה על ידי מדידת החום שנגרם כאשר הקרניים פגעו בצומת תרמית והשווה זאת עם ההדפה המגנית של הקרניים. הניסויים שלו הציעו שלא רק שקרניים קתודיות היו קלים ביותר מפי 1,000 מאטום המימן, אך שגם המסה שלהם הייתה אותו דבר הייתה אותה דבר מאיזה סוג של אטום שהם באו. הוא הסיק שהקרניים היו בנויות מחלקיקים שליליים, מאד קלים שהוא חומר אוניברסלי של בניית אטומים. הוא קרא לחלקיקים האלה "קורפסולס" (corpuscles), אבל לאחר מכן מדענים העדיפו את השם אלקטרון, שהוצע על ידי ג'ורג'יי. ג'יי. ונסטון ב-1891, לפני הגילוי האמיתי של תומסון. באפריל 1897, לתומסון היו רק סימנים מוקדמים שקרניים קתודיות יכול להיות להוסת בצורה חשמיל ( חוקרים קודמים כמו היינריך רודולף הרץ חשבו שזה לא אפשרי). חודש לאחר ההצהרה של תומסון על הקורפסולס (אלקטרונים), הוא מצא שהוא יכול באופן אמין להסית את הקרניים על ידי שדה אלקטרי אם הוא יפנה את הצינור הפריקה לתוך לחץ מאד נמוך. על ידי השוואה של ההסות של הקרניים של הקרניים הקתודיות על ידי שדא מגני הוא השיג מדידות יותר חזקות של היחס טעינה למסה הוא אישר את ההשערות הקודמות שלו. זה הפך לדרכים הקלסיות של למדוד את הטעינה ואת המסה של האלקטרון. תומסון האמין שהקורפסולס (אלקטרונים) הגיעו מהאטומים של השאיריות גזים שהיו בתוך הצינורים של גלי הקתודה. ולפיכך, הוא הסיק שהאטומים היו מחולקים, ושהקורפסלוס היו החומרי בנייה שלהם. ב-1904 תומסון הציע את המודל של האטום, מעלה השארות שזה היה ספרה של חומר חיובי שבתוכו כוחות אלקטרו סטטים קבעו את העמדה של הקורפסלוס. בשביל להסביר את המטען הנייטרלי של האטום, הוא הציע שהקורפסלוס היו מחולקים בים אחיד של מטען חיובי. המודל נקרא "עוגת הצימוקים" ובשמות נוספים דוגמת "פודינג שזיפים" (plum pudding). בתוכו האלקטרונים נראים משובצים המטען חיובי כמו שזיפים בפודינג שזיפים (למורת שהמודל של תומסון לא היו נייחים, אבל במסלול מהיר)
גילוי האיזוטופים
ב-1912, כחלק מחקירתו לתוך הרכב זרמים של חלקיקים טעונים חיובית באותו זמן יודע כקרניה תעלה (canal rays), תומסן ועוזר חקירה שלו פרנסיס ויליאם אסטון, תיעלו זרם של יוני ניאון דרך שדה מגנטי ואלקטרי ומדדו את ההסתה על ידי הנחת לוח צילום במסלולו. הם ראו שתי חלקות של אור על לוח הצילום, והם הסיקו שהניאון בנוי מאטומים של שתי מסות אטומיות שונות (ניאון 20 וניאון 22), כלומר שני איזוטופים. זה היה ההוכחה הראשונה לאיזוטופים של יסוד יציב; פרדריק סודי הציע מקודם את הקיום של איזוטופים כדי להסביר את ההתכלות של חלק יסודות רדיו אקטיבים. ההפרדה של ג'יי. ג'יי. תומסון של ניאון איזוטופים על ידי המסה שלהם הייתה הדוגמה הראשונה של ספקטרומטר מסה, שבאופן הדרגתי שופר והתפח לשיטה כללית על ידי פרנסיס ויליאם אסטון וארתור ג'פרי דמפסטר.
קישורים חיצוניים
- ג'וזף ג'ון תומסון, באתר פרס נובל (באנגלית)
- ליהי גבור, המתמטיקאי שגילה את האלקטרון, במדור "היום לפני במדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 18 בדצמבר 2016
| זוכי פרס נובל לפיזיקה | ||
|---|---|---|
| 1901-1925 | רנטגן (1901) • לורנץ, זימן (1902) • בקרל, פ' קירי, מ' קירי (1903) • ריילי (1904) • לנארד (1905) • תומסון (1906) • מייקלסון (1907) • ליפמן (1908) • מרקוני, בראון (1909) • ואלס (1910) • וין (1911) • דאלן (1912) • אונס (1913) • לאואה (1914) • ה' בראג, ל' בראג (1915) • לא חולק (1916) • ברקלה (1917) • פלאנק (1918) • שטארק (1919) • גיום (1920) • איינשטיין (1921) • בוהר (1922) • מיליקן (1923) • סיגבאן (1924) • פרנק, הרץ (1925) | |
| 1926-1950 | פרן (1926) • קומפטון, וילסון (1927) • ריצ'רדסון (1928) • ברויי (1929) • רמאן (1930) • לא חולק (1931) • הייזנברג (1932) • שרדינגר, דיראק (1933) • לא חולק (1934) • צ'דוויק (1935) • הס, אנדרסון (1936) • דייוויסון, תומסון (1937) • פרמי (1938) • לורנס (1939) • לא חולק (1942–1940) • שטרן (1943) • רבי (1944) • פאולי (1945) • ברידג'מן (1946) • אפלטון (1947) • בלקט (1948) • יוקאווה (1949) • פאוול (1950) | |
| 1951-1975 | קוקרופט, וולטון (1951) • בלוך, פרסל (1952) • זרניקה (1953) • בורן, בותה (1954) • לם, קוש (1955) • שוקלי, ברדין, בראטיין (1956) • יאנג, לי (1957) • צ'רנקוב, פרנק, תם (1958) • סגרה, צ'מברלין (1959) • גלייזר (1960) • הופסטדטר, מסבאואר (1961) • לנדאו (1962) • ויגנר, גופרט-מאייר, ינסן (1963) • טאונס, באסוב, פרוכורוב (1964) • טומונאגה, שווינגר, פיינמן (1965) • קסטלר (1966) • בתה (1967) • אלוורז (1968) • גל-מאן (1969) • אלוון, נל (1970) • גאבור (1971) • ברדין, קופר, שריפר (1972) • אסאקי, גיאור, ג'וזפסון (1973) • רייל, יואיש (1974) • בוהר, מוטלסון, ריינווטר (1975) | |
| 1976-2000 | ריכטר, טינג (1976) • אנדרסון, מוט, ולק (1977) • קפיצה, פנזיאס, וילסון (1978) • גלאשו, סלאם, ויינברג (1979) • קרונין, פיץ' (1980) • בלומברגן, שולוב, סיגבאן (1981) • וילסון (1982) • צ'נדארסקאר, פולר (1983) • רוביה, מיר (1984) • קליצינג (1985) • רוסקה, ביניג, רורר (1986) • בדנורץ, מילר (1987) • לדרמן, שוורץ, שטיינברג (1988) • רמזי, דמלט, פאול (1989) • פרידמן, קנדול, טיילור (1990) • דה-זֶ'ן (1991) • שרפק (1992) • האלס, טיילור (1993) • ברוקהאוז, שאל (1994) • פרל, ריינס (1995) • לי, אושרוף, ריצ'רדסון (1996) • צ'ו, טנוג'י, פיליפס (1997) • לפלין, שטורמר, צוי (1998) • 'ט הופט, פלטמן (1999) • אלפרוב, קרמר, קילבי (2000) | |
| 2001-היום | קורנל, קטרלה, וימן (2001) • דייוויס, קושיבה, ג'אקוני (2002) • אבריקוסוב, גינזבורג, לגט (2003) • גרוס, פוליצר, וילצ'ק (2004) • גלאובר, הול, הנש (2005) • מאת'ר, סמוט (2006) • פר, גרינברג (2007) • נאמבו, קובאיאשי, מסקאווה (2008) • קאו, בויל, סמית' (2009) • גיים, נובסלוב (2010) • פרלמוטר, שמידט, ריס (2011) • הרוש, וינלנד (2012) • אנגלר, היגס (2013) • אמאנו, אקסאקי, נקמורה (2014) • קג'יטה, מקדונלד (2015) • ת'אולס, הולדיין, קוסטרליץ (2016) • וייס, בריש, ת'ורן (2017) • אשקין, מורו, סטריקלנד (2018) • קלו, מאיור, פיבלס (2019) • פנרוז, גז, גנצל (2020) • מנבה, האסלמן, פאריזי (2021) • אספה, קלאוזר, ציילינגר (2022) • אגוסטיני, קראוס, ל'ווילייה (2023) • ג'ון ג'וזף הופפילד, ג'פרי הינטון (2024) | |