הוויכוח על מי גילה את האלקטרון לא נרגע עד כה. בתפקיד מגלה החלקיק היסודי, מלבד ג'וזף תומסון, כמה היסטוריונים של המדע רואים את הנדריק לורנץ ופיטר זימן, אחרים - אמיל וויכרט, ועוד אחרים - פיליפ לנארד. אז מי המדען שגילה את האלקטרון?
Atom פירושו בלתי ניתן לחלוקה
המושג "אטום" הוכנס לשימוש על ידי פילוסופים. ההוגה היווני הקדום לאוקיפוס במאה ה-5 לפני הספירה. ה. הציע שכל דבר בעולם מורכב מחלקיקים זעירים. תלמידו - דמוקריטוס, קרא להם אטומים. לפי הפילוסוף, האטומים הם ה"לבנים" של היקום, בלתי ניתנים לחלוקה ונצחיים. תכונות החומרים תלויות בצורתם ובמבנה החיצוני שלהם: האטומים של מים זורמים חלקים, לאלו של מתכת יש שיניים פרופיל שנותנות קשיות לגוף.
המדען הרוסי המצטיין M. V. Lomonosov, מייסד התיאוריה האטומית-מולקולרית, האמין שבהרכב של חומרים פשוטים, גופיות (מולקולות) נוצרות על ידי סוג אחד של אטומים, מורכבים - על ידי סוגים שונים.
כימאי האוטודידקט ג'ון דלטון (מנצ'סטר) בשנת 1803, בהסתמך עלנתונים ניסיוניים, ובהתחשב במסה של אטומי מימן כיחידה קונבנציונלית, קבעו את המסה האטומית היחסית של כמה יסודות. לתיאוריה האטומיסטית של האנגלי הייתה חשיבות רבה להמשך התפתחות הכימיה והפיזיקה.
מי גילה את האלקטרון?
עד תחילת המאה ה-20, הצטברו מספר נתונים ניסיוניים, שהוכיחו את מורכבות מבנה האטום. אלה כוללים את תופעת האפקט הפוטואלקטרי (G. Hertz, A. Stoletov 1887), גילוי קרני הקתודה (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) וקרני רנטגן (V. Roentgen, 1895), רדיואקטיביות (A). בקרל, 1896).
מדענים שעבדו עם קרני קתודה התחלקו לשני מחנות: חלקם הניחו את אופי הגל של התופעה, אחרים - גופניים. תוצאות מוחשיות הושגו על ידי הפרופסור של בית הספר הנורמלי הגבוה (ליל, צרפת) ז'אן בפטיסט פרן. בשנת 1895, הוא הראה באמצעות ניסויים שקרני קתודה הן זרם של חלקיקים בעלי מטען שלילי. אולי פרן הוא הפיזיקאי שגילה את האלקטרון?
על סף דברים גדולים
הפיזיקאי והמתמטיקאי ג'ורג' סטוני (האוניברסיטה המלכותית האירית, דבלין) השמיע ב-1874 הנחה לגבי דיסקרטיות החשמל. באיזו שנה ועל ידי מי התגלה האלקטרון? במהלך עבודת ניסוי על אלקטרוליזה, היה זה ד. סטוני שקבע את ערך המטען החשמלי המינימלי (עם זאת, התוצאה שהתקבלה (10-20 C) הייתה נמוכה פי 16 מ- בפועל). בשנת 1891, מדען אירי כינה את יחידת המטען החשמלי היסודי "אלקטרון" (מיוונית עתיקה"ענבר").
שנה לאחר מכן, הנדריק לורנס (אוניברסיטת ליידן, הולנד) ניסח את ההוראות העיקריות של התיאוריה האלקטרונית שלו, לפיה המבנה של כל חומר מבוסס על מטענים חשמליים נפרדים. מדענים אלה אינם נחשבים למגלה החלקיק, אך המחקר התיאורטי והמעשי שלהם הפך לבסיס אמין לתגלית העתידית של תומסון.
חובב חסר רחמים
על השאלה מי ומתי גילה את האלקטרון, האנציקלופדיות נותנות תשובה ברורה וחד משמעית - ג'וזף ג'ון תומסון ב-1897. אז מה הכשרון של הפיזיקאי האנגלי?
אביו של הנשיא העתידי של החברה המלכותית של לונדון היה מוכר ספרים ומילדותו החדיר בבנו אהבה למילה המודפסת ותשוקה לידע חדש. לאחר שסיים את לימודיו במכללת אוונס (מאז 1903 - אוניברסיטת מנצ'סטר) ובאוניברסיטת קיימברידג' ב-1880, הצטרף המתמטיקאי הצעיר ג'וזף תומסון למעבדת קוונדיש. מחקרים ניסיוניים כבשו לחלוטין את המדען הצעיר. עמיתיו ציינו את הבלתי נלאה שלו, הנחישות והתלהבותו יוצאת הדופן לעבודה מעשית.
בשנת 1884, בגיל 28, מונה תומסון למנהל המעבדה, במקומו של לורד סי ריילי. בהנהגתו של תומסון, המעבדה ב-35 השנים הבאות הפכה לאחד המרכזים הגדולים של הפיזיקה העולמית. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin התחילו את מסעם מכאן.
תשומת לב לפרטים
תומסון החל את עבודתו על חקר קרני קתודה על ידי בדיקת ניסוייםקודמיו. לניסויים רבים יוצר ציוד מיוחד לפי השרטוטים האישיים של מנהל המעבדה. לאחר שקיבל אישור איכותי לניסויים, תומסון לא חשב לעצור שם. הוא ראה את משימתו העיקרית בקביעה כמותית מדויקת של אופי הקרניים והחלקיקים המרכיבים אותן.
הצינור החדש, שתוכנן עבור הניסויים הבאים, כלל לא רק את הקתודה הרגילה ואת האלקטרודות המאיץ (בצורת לוחות וטבעות) עם מתח מפנה. זרימת הגופיות הופנתה למסך מכוסה בשכבה דקה של חומר שזורה כאשר החלקיקים פגעו. הזרימה הייתה אמורה להיות נשלטת על ידי ההשפעה המשולבת של שדות חשמליים ומגנטיים.
חלקים של אטום
קשה להיות חלוץ. קשה עוד יותר להגן על הרשעותיו, הנוגדות את המושגים שנקבעו במשך אלפי שנים. האמונה בעצמך, בצוות שלך, הפכה את תומסון לאדם שגילה את האלקטרון.
ניסיון נתן תוצאות מדהימות. מסת החלקיקים התבררה כפחותה פי 2,000 מזו של יוני מימן. היחס בין המטען של הגוף למסה שלו אינו תלוי בקצב הזרימה, בתכונות החומר הקתודה או באופי המדיום הגזי שבו מתרחשת הפריקה. הוצעה מסקנה שסתרה את כל היסודות: גופים הם חלקיקים אוניברסליים של חומר בהרכבו של אטום. פעם אחר פעם בדק תומסון בשקידה ובזהירות את תוצאות הניסויים והחישובים. כאשר לא נותר ספק, נמסר דיווח על אופי הקרניים הקתודיות לחברה המלכותית של לונדון. באביב 1897, האטוםחדל להיות בלתי ניתן לחלוקה. בשנת 1906, ג'וזף תומסון זכה בפרס נובל לפיזיקה.
לא ידוע יוהן וויכרט
שמו של יוהאן אמיל וויכרט, פרופסור לגיאופיזיקה בקונינגסבור ולאחר מכן באוניברסיטת גטינגן, חוקר הסיסמוגרפיה של הפלנטה שלנו, מוכר יותר בחוגים מקצועיים של גיאולוגים וגיאוגרפים. אבל הוא מוכר גם לפיזיקאים. זהו האדם היחיד שהמדע הרשמי, יחד עם תומסון, מזהה כמגלה האלקטרון. ואם לדייק לחלוטין, העבודה המתארת את הניסויים והחישובים של וויכרט פורסמה בינואר 1897 - ארבעה חודשים מוקדם יותר מהדו ח של האנגלי. מי גילה את האלקטרון כבר הוחלט היסטורית, אבל העובדה נשארת בעינה.
לעיון: תומסון לא השתמש במונח "אלקטרון" באף אחת מיצירותיו. הוא השתמש בשם "גופים".
מי גילה את הפרוטון, הנייטרון והאלקטרון?
לאחר גילוי החלקיק היסודי הראשון, החלו להעלות הנחות לגבי המבנה האפשרי של האטום. אחד הדגמים הראשונים הוצע על ידי תומסון עצמו. אטום, הוא אומר, הוא כמו חתיכת פודינג צימוקים: חלקיקים שליליים משובצים בגוף טעון חיובי.
בשנת 1911, ארנסט רתרפורד (ניו זילנד, בריטניה) הציע שלדגם האטום יש מבנה פלנטרי. שנתיים לאחר מכן, הוא העלה השערה לגבי קיומו של חלקיק טעון חיובי בגרעין האטום, ולאחר שהשיג אותו בניסוי, כינה אותו פרוטון.הוא גם חזה נוכחות בגרעין של חלקיק נייטרלי בעל מסה של פרוטון (הנייטרון התגלה ב-1932 על ידי המדען האנגלי ג'יי צ'דוויק). ב-1918 העביר ג'וזף תומסון את ניהול המעבדה לארנסט רתרפורד.
האם יש צורך לומר שגילוי האלקטרון אפשר לנו להסתכל מחדש על התכונות החשמליות, המגנטיות והאופטיות של החומר. קשה להפריז בהערכת התפקיד של תומסון וחסידיו בפיתוח הפיזיקה האטומית והגרעינית.
