ג'יי ג'יי תומסון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
Gnome-colors-edit-find-replace.svg
יש לשכתב ערך זה. הסיבה לכך היא: יש צורך בעריכה טכנית.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.
ג'יי. ג'יי. תומסון
Joseph John Thomson
JJ Thomson.jpg
לידה 18 בדצמבר 1856
הממלכה המאוחדת עריכת הנתון בוויקינתונים
פטירה 30 באוגוסט 1940 (בגיל 83)
קיימברידג', הממלכה המאוחדת עריכת הנתון בוויקינתונים
ענף מדעי פיזיקה
ארצות מגורים אנגליה
מקום קבורה מנזר וסטמינסטר עריכת הנתון בוויקינתונים
מקום לימודים אוניברסיטת מנצ'סטר, טריניטי קולג', אוניברסיטת ויקטוריה של מנצ'סטר עריכת הנתון בוויקינתונים
מנחה לדוקטורט ג'ון ויליאם סטראט ריילי עריכת הנתון בוויקינתונים
מוסדות אוניברסיטת קיימברידג' עריכת הנתון בוויקינתונים
פרסים והנצחה חתן פרס נובל לפיזיקה לשנת 1906.
תרומות עיקריות
מחקריו התאורטיים והניסיוניים בהולכת חשמל על ידי גזים.
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית OOjs UI icon info big.svg

ג'וזף ג'ון תומסוןאנגלית: 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 19151920 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[עריכת קוד מקור | עריכה]

תומסון נולד במנצ'סטר.

קריירה[עריכת קוד מקור | עריכה]

גילוי האלקטרון[עריכת קוד מקור | עריכה]

מספר מדענים, כגון ויליאם פראוט (William Prout) ונורמן לוקיטר (Norman Lockyr), הציעו שאטומים בנויים מיחידה יותר בסיסית, אך סברו כי היחידה הזאת תהיה בגודל של האטום הכי קטן, מימן. תומסון, ב-1897, היה הראשון להוכיח שישנו חלקיק תת-אטומי, הקטן ביותר מפי 1,000 מהאטום, חלקיק שכיום ידוע כאלקטרון.

תומאס גילה זאת דרך מחקריו על שפופרת קרן קתודית. תומאס הציג את התאוריה שלו ב-30 באפריל 1897 בעקבות הגילוי שקרני קתודה (באותו זמן ידועות כקרני לנארד) יכולות לנוע דרך האוויר הרבה יותר רחוק ממה שאפשרי לחלקיק בגודל אטומי. הוא העריך את המסה של קרני הקתודה על ידי מדידת החום שנפלט כאשר הקרניים פגעו בצומת תרמית והשווה זאת לסטייה של הקרניים על ידי שדה מגנטי. הניסויים שלו הציעו לא רק שקרניים קתודיות קלות ביותר מפי 1,000 מאטום המימן, אלא גם שהמסה שלהם זהה ללא תלות ביסוד ממנו באו. הוא הסיק שהקרניים בנויות מחלקיקים מאוד קלים, בעלי מטען שלילי, חלקיקים המהווים רכיב אוניברסלי של מבנה האטומים. הוא קרא לחלקיקים האלה "קורפסל" (corpuscles), אבל לאחר מכן מדענים העדיפו את השם אלקטרון, שהוצע על ידי ג'ורג' ג'ונסטון סטוני ב-1891, עוד לפני הגילוי של תומסון.

באפריל 1897, לתומסון היו רק סימנים מוקדמים שקרניים קתודיות יכולות להיות מוסטות על ידי שדה חשמלי (חוקרים קודמים כמו היינריך רודולף הרץ חשבו שזה לא אפשרי). חודש לאחר ההצהרה של תומסון על הקורפסל (אלקטרון), הוא מצא שהוא יכול באופן אמין להסיט את הקרניים על ידי שדה חשמלי אם הוא יוצר לחץ נמוך מאוד בשפופרת הקתודית. על ידי השוואה של סטיית הקרניים הקתודיות בהשפעת שדה מגנטי ושדה חשמלי הוא השיג מדידות יותר ודאיות של יחס מטען למסה ואישש את ההשערות הקודמות שלו. זו הפכה לשיטה קלאסית למדידת המסה והמטען של האלקטון. תומסון האמין שהקורפסלס (אלקטרונים) הגיעו מהאטומים של הגז שנותר בשפופרת לאחר שאיבתה. לפיכך, הוא הסיק שהאטומים ניתנים לחלוקה, ושהקורפסלס הם מאבני הבניין שלהם.

ב-1904 תומסון הציע מודל של האטום, לפיו האטום הוא כדור של חומר טעון חיובית ובתוכו מפוזרים האלקטרונים, כך האלקטרונים בעלי המטען השלילי מאזנים את המטען החיובי של החומר בתוכו הם נמצאים ולכן המטען הכולל של האטום הוא נייטרלי. המודל נקרא "עוגת הצימוקים" ובשמות נוספים דוגמת "פודינג שזיפים" (plum pudding). בתוכו האלקטרונים נראים משובצים בתוך תווך בעל מטען חיובי כמו שזיפים בפודינג שזיפים (למעשה במודל של תומסון האלקטרונים לא היו נייחים אלא נעו במהירות בהתאם לכוחות האלקטרוסטיים באטום).

גילוי האיזוטופים[עריכת קוד מקור | עריכה]

בפינה הימנית למטה סימונים שנוצרו על ידי שני איזוטופים של ניאון: ניאון-20 וניאון-22

ב-1912, כחלק ממחקרו על הרכב זרמים של חלקיקים טעונים חיובית, שנקראו אז קרני תעלה (canal rays), תומסן ועוזר המחקר שלו פרנסיס ויליאם אסטון, תיעלו זרם של יוני ניאון דרך שדה מגנטי וחשמלי ומדדו את ההיסט על ידי הנחת לוח צילום במסלול הזרם. הם זיהו שני אזורים של אור על לוח הצילום, כלומר שני היסטים שונים, והסיקו שהניאון מכיל אטומים משתי מסות אטומיות שונות (ניאון 20 וניאון 22), כלומר שני איזוטופים. זו הייתה ההוכחה הראשונה לאיזוטופים של יסוד יציב; קדם להם פרדריק סודי שהציע את קיומם של איזוטופים כדי להסביר את הדעיכה של יסודות רדיואקטיביים מסוימים.

ההפרדה של איזוטופים על בסיס המסה שלהם הייתה הדוגמה הראשונה של ספקטרומטר מסה, שבאופן הדרגתי שופר והתפתח לשיטה כללית על ידי פרנסיס ויליאם אסטון וארתור ג'פרי דמפסטר.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]