კამათი იმის შესახებ, თუ ვინ აღმოაჩინა ელექტრონი, ჯერჯერობით არ ცხრება. ელემენტარული ნაწილაკის აღმომჩენის როლში, ჯოზეფ ტომსონის გარდა, მეცნიერების ზოგიერთი ისტორიკოსი ხედავს ჰენდრიკ ლორენცს და პიტერ ზემანს, სხვები - ემილ ვიჩერტს, სხვები - ფილიპ ლენარდს. ვინ არის მეცნიერი, რომელმაც აღმოაჩინა ელექტრონი?
Atom ნიშნავს განუყოფელს
"ატომის" ცნება გამოიყენეს ფილოსოფოსებმა. ძველი ბერძენი მოაზროვნე ლეუკიპუსი ძვ.წ. V საუკუნეში. ე. ვარაუდობდა, რომ სამყაროში ყველაფერი პატარა ნაწილაკებისგან შედგება. მისმა სტუდენტმა - დემოკრიტემ მათ ატომები უწოდა. ფილოსოფოსის აზრით, ატომები სამყაროს „აგურია“, განუყოფელი და მარადიული. ნივთიერებების თვისებები დამოკიდებულია მათ ფორმასა და გარეგნულ სტრუქტურაზე: მიედინება წყლის ატომები გლუვია, ლითონის ატომებს აქვთ პროფილის კბილები, რომლებიც სხეულს სიმტკიცეს აძლევს.
გამოჩენილი რუსი მეცნიერი, ატომურ-მოლეკულური თეორიის ფუძემდებელი მ.
თვითნასწავლი ქიმიკოსი ჯონ დალტონი (მანჩესტერი) 1803 წელს, ეყრდნობოდაექსპერიმენტული მონაცემებით და წყალბადის ატომების მასის ჩვეულებრივი ერთეულის აღებით დაადგინეს ზოგიერთი ელემენტის შედარებითი ატომური მასები. ინგლისელის ატომისტურ თეორიას უდიდესი მნიშვნელობა ჰქონდა ქიმიისა და ფიზიკის შემდგომი განვითარებისთვის.
ვინ აღმოაჩინა ელექტრონი?
მე-20 საუკუნის დასაწყისისთვის დაგროვდა მთელი რიგი ექსპერიმენტული მონაცემები, რომლებიც ამტკიცებდა ატომის სტრუქტურის სირთულეს. მათ შორისაა ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენი (G. Hertz, A. Stoletov 1887), კათოდის აღმოჩენა (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) და რენტგენის (V. Roentgen, 1895) სხივები, რადიოაქტიურობა (A. ბეკერელი, 1896).
მეცნიერები, რომლებიც მუშაობდნენ კათოდური სხივებით, დაიყვნენ ორ ბანაკად: ზოგიერთმა მიიღო ფენომენის ტალღოვანი ბუნება, ზოგმა - კორპუსკულარული. საგრძნობ შედეგებს მიაღწია უმაღლესი ნორმალური სკოლის პროფესორმა (ლილი, საფრანგეთი) ჟან ბატისტ პერენმა. 1895 წელს მან ექსპერიმენტებით აჩვენა, რომ კათოდური სხივები არის უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების ნაკადი. იქნებ პერენი არის ფიზიკოსი, რომელმაც აღმოაჩინა ელექტრონი?
დიდი რამის ზღვარზე
ფიზიკოსმა და მათემატიკოსმა ჯორჯ სტოუნიმ (ირლანდიის სამეფო უნივერსიტეტი, დუბლინი) 1874 წელს გამოთქვა ვარაუდი ელექტროენერგიის დისკრეტულობის შესახებ. რომელ წელს და ვის მიერ იქნა აღმოჩენილი ელექტრონი? ელექტროლიზზე ექსპერიმენტული მუშაობის დროს სწორედ დ.სტოუნიმ განსაზღვრა მინიმალური ელექტრული მუხტის მნიშვნელობა (თუმცა მიღებული შედეგი (10-20 C) იყო 16-ჯერ ნაკლები რეალური). 1891 წელს ირლანდიელმა მეცნიერმა ელემენტარული ელექტრული მუხტის ერთეულს "ელექტრონი" უწოდა (ძველი ბერძნულიდან."ქარვა").
ერთი წლის შემდეგ, ჰენდრიკ ლოურენსმა (ლეიდენის უნივერსიტეტი, ნიდერლანდები) ჩამოაყალიბა თავისი ელექტრონული თეორიის ძირითადი დებულებები, რომლის მიხედვითაც ნებისმიერი ნივთიერების სტრუქტურა დაფუძნებულია დისკრეტულ ელექტრო მუხტებზე. ეს მეცნიერები არ ითვლებიან ნაწილაკების აღმომჩენებად, მაგრამ მათი თეორიული და პრაქტიკული კვლევა გახდა საიმედო საფუძველი ტომსონის მომავალი აღმოჩენისთვის.
დაუნდობელი ენთუზიასტი
კითხვაზე, თუ ვინ და როდის აღმოაჩინა ელექტრონი, ენციკლოპედიები იძლევა მკაფიო და ცალსახა პასუხს - ჯოზეფ ჯონ ტომსონი 1897 წელს. რა არის ინგლისელი ფიზიკოსის დამსახურება?
ლონდონის სამეფო საზოგადოების მომავალი პრეზიდენტის მამა იყო წიგნის გამყიდველი და ბავშვობიდან ჩაუნერგა შვილს სიყვარული დაბეჭდილი სიტყვისადმი და ლტოლვა ახალი ცოდნისკენ. ოუენსის კოლეჯის (1903 წლიდან - მანჩესტერის უნივერსიტეტი) და 1880 წელს კემბრიჯის უნივერსიტეტის დამთავრების შემდეგ, ახალგაზრდა მათემატიკოსი ჯოზეფ ტომსონი შეუერთდა კავენდიშის ლაბორატორიას. ექსპერიმენტულმა კვლევებმა სრულიად მოხიბლა ახალგაზრდა მეცნიერი. კოლეგებმა აღნიშნეს მისი დაღლილობა, მონდომება და არაჩვეულებრივი ენთუზიაზმი პრაქტიკული მუშაობის მიმართ.
1884 წელს, 28 წლის ასაკში, ტომსონი დაინიშნა ლაბორატორიის დირექტორად, რომელიც შეცვალა ლორდ C. Rayleigh. ტომსონის ხელმძღვანელობით, ლაბორატორია მომდევნო 35 წლის განმავლობაში გახდა მსოფლიო ფიზიკის ერთ-ერთი უდიდესი ცენტრი. ე. რეზერფორდმა, ნ. ბორმა, პ. ლანჟევინმა მოგზაურობა აქედან დაიწყეს.
ყურადღება დეტალებზე
ტომსონმა დაიწყო მუშაობა კათოდური სხივების შესწავლაზე ექსპერიმენტების შემოწმებითმისი წინამორბედები. მრავალი ექსპერიმენტისთვის ლაბორატორიის დირექტორის პირადი ნახატების მიხედვით კეთდებოდა სპეციალური აღჭურვილობა. ექსპერიმენტების ხარისხობრივი დადასტურების შემდეგ, ტომსონს არ უფიქრია ამაზე გაჩერება. იგი თავის მთავარ ამოცანას ხედავდა სხივების ბუნების და მათი შემადგენელი ნაწილაკების ზუსტი რაოდენობრივი განსაზღვრაში.
ახალი მილი, რომელიც განკუთვნილია შემდეგი ექსპერიმენტებისთვის, მოიცავდა არა მხოლოდ ჩვეულებრივ კათოდს და ამაჩქარებელ ელექტროდებს (ფირფიტებისა და რგოლების სახით) გადახრის ძაბვით. სხეულების ნაკადი მიმართული იყო მატერიის თხელი ფენით დაფარული ეკრანისკენ, რომელიც ანათებდა ნაწილაკების მოხვედრისას. ნაკადი უნდა კონტროლდებოდეს ელექტრული და მაგნიტური ველების კომბინირებული ეფექტით.
ატომის ნაწილები
ძნელია იყო პიონერი. კიდევ უფრო რთულია საკუთარი რწმენის დაცვა, რომელიც ეწინააღმდეგება ათასწლეულების მანძილზე ჩამოყალიბებულ კონცეფციებს. საკუთარი თავის, თქვენი გუნდის რწმენამ ტომსონი გახადა ის ადამიანი, ვინც აღმოაჩინა ელექტრონი.
გამოცდილებამ გამაოგნებელი შედეგი მოგვცა. ნაწილაკების მასა წყალბადის იონების მასაზე 2 ათასჯერ ნაკლები აღმოჩნდა. კორპუსის მუხტის თანაფარდობა მის მასასთან არ არის დამოკიდებული ნაკადის სიჩქარეზე, კათოდური მასალის თვისებებზე ან აირისებრი გარემოს ბუნებაზე, რომელშიც ხდება გამონადენი. შემოთავაზებული იყო დასკვნა, რომელიც ეწინააღმდეგება ყველა საფუძველს: სხეულები არის მატერიის უნივერსალური ნაწილაკები ატომის შემადგენლობაში. დროდადრო ტომსონი გულმოდგინედ და გულდასმით ამოწმებდა ექსპერიმენტებისა და გამოთვლების შედეგებს. როდესაც ეჭვი აღარ დარჩა, კათოდური სხივების ბუნების შესახებ მოხსენება გაკეთდა ლონდონის სამეფო საზოგადოებაში. 1897 წლის გაზაფხულზე ატომშეწყვიტა იყო განუყოფელი. 1906 წელს ჯოზეფ ტომსონს მიენიჭა ნობელის პრემია ფიზიკაში.
უცნობი Johann Wiechert
ჩვენი პლანეტის სეისმოგრაფიის მკვლევარის, იოჰან ემილ ვიჩერტის, გეოფიზიკის პროფესორის იოჰან ემილ ვიჩერტის სახელი, გეოლოგებისა და გეოგრაფების პროფესიულ წრეებში უფრო ცნობილია. მაგრამ ის ასევე ცნობილია ფიზიკოსებისთვის. ეს არის ერთადერთი ადამიანი, რომელსაც ოფიციალური მეცნიერება ტომსონთან ერთად ელექტრონის აღმომჩენად ცნობს. და აბსოლუტურად ზუსტი რომ ვიყოთ, ვიჩერტის ექსპერიმენტებისა და გამოთვლების აღწერის ნაშრომი გამოქვეყნდა 1897 წლის იანვარში - ინგლისელის მოხსენებაზე ოთხი თვით ადრე. ვინ აღმოაჩინა ელექტრონი, უკვე ისტორიულად გადაწყვეტილია, მაგრამ ფაქტი ფაქტად რჩება.
ცნობისთვის: ტომსონს არცერთ ნაშრომში არ გამოუყენებია ტერმინი "ელექტრონი". მან გამოიყენა სახელი "კორპუსკულები".
ვინ აღმოაჩინა პროტონი, ნეიტრონი და ელექტრონი?
პირველი ელემენტარული ნაწილაკის აღმოჩენის შემდეგ დაიწყო ვარაუდების გამოთქმა ატომის შესაძლო სტრუქტურის შესახებ. ერთ-ერთი პირველი მოდელი თავად ტომსონმა შემოგვთავაზა. მისი თქმით, ატომი ქიშმიშის პუდინგის ნაჭერს ჰგავს: უარყოფითი ნაწილაკები დადებითად დამუხტულ სხეულშია ჩასმული.
1911 წელს ერნესტ რეზერფორდმა (ახალი ზელანდია, დიდი ბრიტანეთი) გამოთქვა ვარაუდი, რომ ატომის მოდელს აქვს პლანეტარული სტრუქტურა. ორი წლის შემდეგ მან წამოაყენა ჰიპოთეზა ატომის ბირთვში დადებითად დამუხტული ნაწილაკის არსებობის შესახებ და, ექსპერიმენტულად რომ მიიღო, მას პროტონი უწოდა.მან ასევე იწინასწარმეტყველა პროტონის მასის მქონე ნეიტრალური ნაწილაკების ბირთვში არსებობა (ნეიტრონი აღმოაჩინა 1932 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა ჯ. ჩადვიკმა). 1918 წელს ჯოზეფ ტომსონმა ლაბორატორიის მართვა ერნესტ რეზერფორდს გადასცა.
აუცილებელია თუ არა იმის თქმა, რომ ელექტრონის აღმოჩენამ მოგვცა საშუალება ახალი შეგვეხედა მატერიის ელექტრულ, მაგნიტურ და ოპტიკურ თვისებებზე. ძნელია ტომსონის და მისი მიმდევრების როლის გადაჭარბება ატომური და ბირთვული ფიზიკის განვითარებაში.
