Джозеф Джон Томсон — научный деятель, учёный, физик и новооткрыватель имя которого известно не только на территории Манчестера, но и всей страны. Среди его многочисленных научных исследований, открытие электрона выделяется как веха, которая произвела революцию в нашем понимании атомной структуры и природы материи. Далее на imanchester.info.
Что известно про физика?
Будущий выдающийся физик родился в далеком 1856 года в Читам-Хилл, что в Манчестере. Он рос и воспитывался в довольно успешной и не бедствующей семье. В частности, мать Томсона походила из местной семьи успешных текстильщиков, а отец имел антикварный книжный магазин, который основал еще прадед Томсона.
Наука поглотила весь интерес и любопытство Томсона еще в юные годы. Посещая местные частные школы он был очень увлечен изучением точных наук, таких как математика, физика, химия и прочие. Более того, Томсона не просто очень интересовала их изучение, он проявлял глубокие знания.
Усердные годы обучения в школе дали свои плоды. Уже в 1870 году, в возрасте 14 лет Томсона приняли в колледж Оуэнса в Манчестере (Манчестерский университет). Одним из преподавателей, которые оказали колоссальное влияние на Томсона, его знания и всю дальнейшую карьеру был местный известный профессор физики Бальфур Стюарт.
Участь в университете, у одного из лучших профессоров страны в столь юном возрасте Томсон начал проводить различные исследования в области физики, а также эксперименты, в частности, с контактной электрификацией. Незадолго вышла и его первая научная работа.
Родители Томсона гордились успехами своего сына, поэтому хотели ему помочь с дальнейшей карьерой и планировали записать учеником инженера в манчестерскую компанию “Sharp, Stewart & Co” по производству локомотивов. Но этому не удалось сбыться, так как отец Томсона умер в 1873 году.
После смерти отца Томсон решил еще больше углубиться в мир науки. После окончания колледжа Оуэнса он перешел в Тринити-колледж в Кембридже. Он и здесь проявлял глубокие знания и активно участвовал в научной жизни университета, за свои достижения был дважды награжден премией. Получил здесь степень бакалавра и магистра гуманитарных наук по математике.
По карьерной лестнице
После успешного окончания университета Томсон был назначен профессором физики Кавендиша в Кембриджском университете. Такие изменение в университете вызвали немало удивлений в научном обществе. Ведь Томсон был совсем юным, поступившим и рано окончив университет, без опыта за спиной. На его место должны были назначить более взрослых и опытных кандидатов, таких как Осборн Рейнольдс или Ричард Глейзбрук. Особенно они имели больший опыт в лабораторных работах. Томсон на то время хоть и был молодым, но был уже широко известен своей научной работой как математик. Его исключительном таланте знали далеко за пределами Манчестера.
Томсон посвятил всю свою жизнь науке и открытиям в области физики. За жизнь он получил чуть ли не наибольшее количество наград среди своих коллег. В частности, Томсон был посвящен в рыцари, награжден орденом “За заслуги”, а также получил Нобелевскую премию в области физики.
Он проводил лекции в университете, писал научные работы, и оставался верным своему делу до конца жизни. Но, стоит отметить, что пожалуй одним из самых значимых открытий и достижений Томсона было открытие электрона, первой субатомной частицы.
Главное открытие Томсона: электрон
Путь Томсона к открытию электрона был довольно непростым. Это было время интенсивных научных исследований и дискуссий о природе электричества и материи. Ранние работы Томсона включали изучение катодных лучей — загадочных потоков частиц, наблюдаемых в электронных лампах. Преобладающая теория предполагала, что эти лучи были формой излучения, но точная природа оставалась неясной.
В 1897 году, проводя эксперименты в Кавендишской лаборатории в Кембридже, Томсон сделал новаторское наблюдение. Он заметил, что катодные лучи отклоняются как электрическими, так и магнитными полями. Это отклонение указывало на то, что лучи были не просто волнами, как считалось ранее, а состояли из частиц, обладающих массой и зарядом. Тщательно измеряя отклонение, Томсон рассчитал отношение заряда к массе этих частиц и пришел к выводу, что они намного меньше любого известного атома. Его исследования привели к открытию ново фундаментальной частицы – электрона.
Революция научных исследований в атомной теории
Открытие электрона манчестерским ученым Томсоном стало монументальным скачком в научном понимании и различных исследованиях. До его открытия считалось, что атом является наименьшей неделимой единицей материи. Результаты научных исследований Томсона поставили под сомнение предыдущие выводы ученых. Исходя из проведенных исследований Томсона, предполагалось, что сами атомы состоят из еще более мелких частиц. Это открытие стало новой основой для создания современной теории атома. Более того, благодаря Томсону стали возможны дальнейшие исследования субатомного мира.
Опираясь на свои новые исследования и открытия электрона, Томсон предложил научному сообществу Манчестера совершенно новую модель атома. Она была также известна как модель “сливового пудинга”. В глаза Томсона атом представлял собой положительно заряженную сферу, наполненную отрицательно заряженными электронами, подобно изюму в пудинге. В дальнейшем данная теория была усовершенствована такими британскими учеными как Эрнест Резерфорд и Нильс Бор, но при этом Томсон стал первопроходцем в этой области, сделав решающий шагом в развитии понимания атомной структуры.
Но не одними открытиями и достижениями была наполнена жизнь Томсона. Большую часть своей научной карьеры он посвятил преподавательству. За свою жизнь он воспитал огромное поколение ученых, которые внесли значительный вклад в физику, и также как наставник стали Нобелевскими лауреатами. Среди выдающихся учеников Томсона были Эрнест Резерфорд, который открыл атомное ядро, а также Нильс Бор, разработавший революционную модель атома Бора. Исходя из успехов учеников Томсона, можно сказать, что он был не только талантливым ученым и физиком, но еще и выдающимся педагогом, который привил любовь к точным наукам, передал свой опыт и помог совершить прорывные открытия.
За свой вклад в науку и развитие научного общества Томсон получил множество наград. Пожалуй, одной из самых знаковых Нобелевская премия по физике, которую он получил в 1906 году. Он также был посвящен в рыцари в 1908 году, а в 1912 году награжден орденом “За заслуги”. Позже Томсон стал магистром Тринити-колледжа в Кембридже, в 1918 году. На протяжении всей своей жизни Томсон оставался преданным своему делу. Он продолжал исследовать тайны мира физики до самой своей смерти в 1940 году. Его прах находится в Вестминстерском аббатстве, рядом с могилами известного математика, физика, астронома, алхимика, теолога Исаака Ньютона и его талантливого и не менее выдающегося ученика Эрнеста Резерфорда.
Память о выдающемся ученом продолжает жить не только в его исследованиях и открытиях. В частности, в 1990-х годах в память о выдающемся манчестерском Ученом в масс-спектрометрии в качестве единицы измерения отношения массы к заряду был предложен томсон (Th). Кроме этого, на территории Кембриджского университета, в честь физика была названа улица: Джей-Джей Томсон-авеню. Кроме того, за выдающиеся научные достижения Международный фондом масс-спектрометрии присуждает премии “Медаль Томсона”, которая была посвящена его памяти.