โจเซฟทอมสัน: ชีวประวัติและผลงานด้านวิทยาศาสตร์และเคมี - เคมี - 2026

โจเซฟจอห์นทอมสันเป็นนักเคมีที่โดดเด่นในด้านการมีส่วนร่วมต่างๆเช่นการค้นพบอิเล็กตรอนแบบจำลองอะตอมการค้นพบไอโซโทปหรือการทดลองรังสีแคโทด

เขาเกิดที่ Cheetam Hill เขตหนึ่งของเมืองแมนเชสเตอร์ประเทศอังกฤษเมื่อวันที่ 18 ธันวาคม พ.ศ. 2399 หรือที่เรียกว่า“ JJ” Thomson เขาเรียนวิศวกรรมศาสตร์ที่ Owens College ซึ่งปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์และต่อมาคณิตศาสตร์ที่เคมบริดจ์

ในปีพ. ศ. 2433 JJ Thomson แต่งงานกับ Rose Elizabeth Paget ลูกสาวของแพทย์ Sir Edward George Paget ซึ่งเขามีลูกสองคน: เด็กหญิงชื่อ Joan Paget Thomson และเด็กชาย George Paget Thomson

คนหลังนี้จะกลายเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงโดยได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปีพ. ศ. 2480 จากการทำงานกับอิเล็กตรอน

ตั้งแต่อายุยังน้อยทอมสันได้มุ่งเน้นการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมจึงค้นพบการมีอยู่ของอิเล็กตรอนและไอโซโทปซึ่งเป็นผลงานมากมายของเขา

ในปีพ. ศ. 2449 ทอมสันได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ "เพื่อรับรู้ถึงข้อดีอันยิ่งใหญ่ของการวิจัยเชิงทฤษฎีและการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าผ่านก๊าซ" และรางวัลอื่น ๆ อีกมากมายสำหรับผลงานของเขา (หนึ่ง)

ในปีพ. ศ. 2451 เขาได้รับตำแหน่งอัศวินจากมงกุฎของอังกฤษและดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์กิตติมศักดิ์สาขาฟิสิกส์ที่เคมบริดจ์และที่ Royal Institute, London

เขาเสียชีวิตเมื่อวันที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2483 ขณะอายุ 83 ปีในเมืองเคมบริดจ์สหราชอาณาจักร นักฟิสิกส์ถูกฝังในเวสต์มินสเตอร์แอบบีย์ใกล้หลุมศพของเซอร์ไอแซกนิวตัน (สอง)

ผลงานหลักของ Thomson ต่อวิทยาศาสตร์

การค้นพบอิเล็กตรอน

ในปีพ. ศ. 2440 JJ Thomson ได้ค้นพบอนุภาคใหม่ที่เบากว่าไฮโดรเจนซึ่งมีชื่อว่า "อิเล็กตรอน"

ไฮโดรเจนถือเป็นหน่วยการวัดน้ำหนักอะตอม จนถึงขณะนั้นอะตอมเป็นส่วนที่เล็กที่สุดของสสาร

ด้วยเหตุนี้ทอมสันจึงเป็นคนแรกที่ค้นพบอนุภาคย่อยของอะตอมในร่างกายที่มีประจุลบ

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

แบบจำลองอะตอมของทอมสันเป็นโครงสร้างที่นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษนำมาประกอบกับอะตอม สำหรับนักวิทยาศาสตร์อะตอมเป็นทรงกลมที่มีประจุบวก

ที่นั่นอิเล็กตรอนของประจุลบกระจายอย่างสม่ำเสมอบนเมฆที่มีประจุบวกนั้นฝังอยู่กล่าวคือทำให้ประจุบวกของมวลอะตอมเป็นกลาง

รุ่นใหม่นี้มาแทนที่รุ่นที่พัฒนาโดย Dalton และต่อมาจะได้รับการแก้ไขโดย Rutherford สาวกของ Thomson ที่ Cavendish Laboratories, Cambridge

การแยกอะตอม

ทอมสันใช้รังสีบวกหรือขั้วบวกเพื่อแยกอะตอมของมวลต่างๆ วิธีนี้ทำให้เขาสามารถคำนวณกระแสไฟฟ้าที่บรรทุกโดยแต่ละอะตอมและจำนวนโมเลกุลต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

นักฟิสิกส์ได้ค้นพบการมีอยู่ของไอโซโทปโดยสามารถแบ่งอะตอมที่มีมวลและประจุต่างกัน ด้วยวิธีนี้จากการศึกษาเกี่ยวกับรังสีบวกทำให้เขามีความก้าวหน้าอย่างมากต่อมวลสาร

การค้นพบไอโซโทป

JJ Thomson ค้นพบว่าไอออนของนีออนมีมวลต่างกันนั่นคือน้ำหนักอะตอมต่างกัน นี่คือวิธีที่ทอมสันแสดงให้เห็นว่านีออนมีไอโซโทปย่อย 2 ชนิดคือนีออน -20 และนีออน -22

ไอโซโทปที่ศึกษาจนถึงทุกวันนี้เป็นอะตอมของธาตุเดียวกัน แต่นิวเคลียสมีเลขมวลต่างกันเนื่องจากประกอบด้วยนิวตรอนจำนวนต่างกันในใจกลางของพวกมัน

การทดลองรังสีแคโทด

รังสีแคโทดเป็นกระแสของอิเล็กตรอนในหลอดสุญญากาศนั่นคือหลอดแก้วที่มีขั้วไฟฟ้าสองขั้วหนึ่งขั้วบวกและขั้วลบหนึ่งขั้ว

เมื่ออิเล็กโทรดลบหรือเรียกอีกอย่างว่าแคโทดถูกทำให้ร้อนจะปล่อยรังสีที่พุ่งตรงไปยังขั้วบวกหรือขั้วบวกเป็นเส้นตรงหากไม่มีสนามแม่เหล็กอยู่ในเส้นทางนั้น

หากผนังกระจกของหลอดถูกปกคลุมด้วยวัสดุเรืองแสงการกระทบของแคโทดกับชั้นนั้นจะทำให้เกิดการฉายแสง

ทอมสันศึกษาพฤติกรรมของรังสีแคโทดและได้ข้อสรุปว่ารังสีเดินทางเป็นเส้นตรง

นอกจากนี้รังสีเหล่านี้อาจถูกเบี่ยงเบนไปจากเส้นทางของพวกมันโดยการมีแม่เหล็กนั่นคือสนามแม่เหล็ก นอกจากนี้รังสีสามารถเคลื่อนใบพัดด้วยแรงของมวลของอิเล็กตรอนที่หมุนเวียนซึ่งแสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนมีมวล

JJ Thomson ทำการทดลองโดยเปลี่ยนก๊าซภายในหลอดรังสีแคโทด แต่ไม่ได้ทำให้พฤติกรรมของอิเล็กตรอนแตกต่างกัน นอกจากนี้รังสีแคโทดให้ความร้อนกับวัตถุที่ขวางทางระหว่างขั้วไฟฟ้า

โดยสรุปทอมสันได้แสดงให้เห็นว่ารังสีแคโทดมีผลกระทบทางแสงทางกลเคมีและความร้อน

หลอดรังสีแคโทดและคุณสมบัติของแสงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประดิษฐ์หลอดโทรทัศน์ (CTR) และกล้องวิดีโอในเวลาต่อมา

มวลสาร

JJ Thomson สร้างวิธีการแรกที่สเปกโตรมิเตอร์มวลเครื่องมือนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาอัตราส่วนมวล / ประจุของหลอดรังสีแคโทดและวัดว่าพวกมันเบี่ยงเบนไปเท่าใดภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กและปริมาณพลังงานที่พวกมันมีอยู่

จากการวิจัยครั้งนี้เขาได้ข้อสรุปว่ารังสีแคโทดประกอบด้วยคอร์พัสเคิลที่มีประจุลบซึ่งอยู่ภายในอะตอมจึงทำให้เกิดการหารของอะตอมและก่อให้เกิดรูปของอิเล็กตรอน

นอกจากนี้ความก้าวหน้าทางด้านมวลสารยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปัจจุบันโดยพัฒนาไปสู่วิธีการต่าง ๆ เพื่อแยกอิเล็กตรอนออกจากอะตอม

นอกจากนี้ทอมสันยังเป็นคนแรกที่แนะนำท่อนำคลื่นตัวแรกในปี พ.ศ. 2436 การทดลองนี้ประกอบด้วยการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าภายในโพรงทรงกระบอกที่ควบคุมได้ซึ่งดำเนินการครั้งแรกในปี พ.ศ. 2440 โดยลอร์ดเรย์ลีผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์อีกคน

ท่อนำคลื่นจะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอนาคตแม้ในปัจจุบันจะมีการส่งข้อมูลและไฟเบอร์ออปติกก็ตาม

มรดกของทอมสัน

Thomson (Th) ได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อเป็นหน่วยวัดมวลประจุในมวลสารซึ่งเสนอโดยนักเคมี Cooks and Rockwood เพื่อเป็นเกียรติแก่ Thomson

เทคนิคนี้ช่วยในการตรวจสอบการกระจายของโมเลกุลของสารตามมวลของสารเหล่านี้และสามารถรับรู้ได้ว่าสิ่งใดบ้างที่มีอยู่ในตัวอย่างของสสาร

สูตรของทอมสัน (Th):

ผลงานดีเด่น

• ความแตกต่างของไฟฟ้าผ่านก๊าซการนำไฟฟ้าผ่านก๊าซ (1900)
• ทฤษฎีทางกายภาพของสสารอิเล็กตรอนในเคมีและการระลึกถึงและการสะท้อน (1907)
• นอกเหนือจากอิเล็กตรอน (2471)

อ้างอิง

1. โนเบลมีเดีย AB (2014). J. Thomson - ชีวประวัติ. Nobelprize.org nobelprize.org
2. Thomson, Joseph J. , การนำไฟฟ้าผ่านก๊าซ. เคมบริดจ์สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย 2446
3. Menchaca Rocha, Arturo เสน่ห์อันสุขุมของอนุภาคมูลฐาน
4. Christen, Hans Rudolf, พื้นฐานของเคมีทั่วไปและอนินทรีย์เล่ม 1 บาร์เซโลนาสเปน Ediciones Reverté SA, 1986
5. Arzani, Aurora Cortina, เคมีธาตุทั่วไป เม็กซิโก, บรรณาธิการPorrúa, 2510
6. RG Cooks, AL Rockwood สื่อสารอย่างรวดเร็ว มวลสเปกตรัม 5, 93 (1991)