J. J. Thomson

Discovery of the electron

Thomson ‘ s belangrijkste werk, alleen onderbroken voor lezingen aan de Princeton University in 1896, was dat wat hem in 1897 leidde tot de conclusie dat alle materie, ongeacht de bron ervan, deeltjes van dezelfde soort bevat die veel minder massief zijn dan de atomen waarvan ze deel uitmaken. Ze worden nu elektronen genoemd, hoewel hij ze oorspronkelijk lichaampjes noemde., Zijn ontdekking was het resultaat van een poging om een langdurige controverse op te lossen over de aard van kathodestralen, die optreden wanneer een elektrische stroom wordt aangedreven door een schip waaruit de meeste lucht of ander gas is gepompt. Bijna alle Duitse natuurkundigen van die tijd waren van mening dat deze zichtbare stralen werden geproduceerd door het optreden in de ether—een gewichtloze substantie waarvan toen werd gedacht dat ze alle ruimte doordrongen—maar dat ze noch gewoon licht waren, noch de recent ontdekte röntgenstralen. Britse en Franse natuurkundigen daarentegen geloofden dat deze stralen geëlektrificeerde deeltjes waren., Door een verbeterde Vacuümtechniek toe te passen, kon Thomson een overtuigend argument naar voren brengen dat deze stralen uit deeltjes waren samengesteld. Bovendien leken deze stralen uit dezelfde deeltjes of bloedlichaampjes te bestaan, ongeacht welk soort gas de elektrische ontlading vervoerde of welke soorten metalen als geleiders werden gebruikt. Thomson ‘ s conclusie dat de bloedlichaampjes aanwezig waren in alle soorten materie werd versterkt tijdens de volgende drie jaar toen hij ontdekte dat bloedlichaampjes met dezelfde eigenschappen op andere manieren konden worden geproduceerd—bijvoorbeeld uit hete metalen., Thomson kan worden omschreven als” de man die het atoom splitste “voor de eerste keer, hoewel” gechipt ” misschien een beter woord is, gezien de grootte en het aantal elektronen. Hoewel sommige atomen veel elektronen bevatten, is de totale massa van de elektronen nooit zo veel als 1/1. 000 die van het atoom.

tegen het begin van de eeuw had het grootste deel van de wetenschappelijke wereld Thomson ‘ s verregaande ontdekking volledig geaccepteerd. In 1903 kreeg hij de kans om zijn visie op het gedrag van subatomaire deeltjes in natuurlijke fenomenen te versterken toen hij in zijn Silliman lezingen aan de Yale universiteit een discontinue theorie van licht voorstelde; zijn hypothese was een voorbode van Albert Einsteins latere theorie van fotonen., In 1906 ontving hij de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor zijn onderzoek naar de elektrische geleidbaarheid van gassen; in 1908 werd hij geridderd; in 1909 werd hij voorzitter van de British Association for the Advancement of Science; en in 1912 ontving hij de Order of Merit.Thomson was echter geenszins een wetenschappelijke kluizenaar. Tijdens zijn meest vruchtbare jaren als wetenschapper was hij administratief hoofd van het zeer succesvolle Cavendish Laboratorium. Daar ontmoette hij Rose Elizabeth Paget, met wie hij in 1890 trouwde.,) Hij beheerde niet alleen de onderzoeksprojecten, maar financierde ook twee toevoegingen aan de laboratoriumgebouwen voornamelijk uit studentengelden, met weinig steun van de universiteit en hogescholen. Met uitzondering van zijn aandeel in een kleine overheidssubsidie aan de Royal Society om alle Britse universiteiten en alle takken van wetenschap te helpen, ontving het Cavendish Laboratory geen andere overheidssubsidie, noch waren er bijdragen van liefdadigheidsorganisaties of de industrie., Een geschenk van een toegewijde staflid maakte de aankoop mogelijk van een kleine vloeistof-lucht machine die essentieel is voor Thomson ‘ s onderzoek naar positieve stralen, wat de kennis van de recent ontdekte atoomkernen sterk vergrootte.Thomson was bovendien een uitstekende leraar; zijn belang in de natuurkunde hing bijna evenveel af van het werk dat hij anderen inspireerde als van wat hij zelf deed. De groep mannen die hij tussen 1895 en 1914 om zich heen verzamelde, kwam van over de hele wereld, en na onder hem te hebben gewerkt, aanvaardden vele professoren in het buitenland., Zeven Nobelprijzen werden toegekend aan degenen die onder hem werkten. Het was tijdens het werken met Thomson aan het Cavendish laboratorium in 1910, bijvoorbeeld, dat Ernest Rutherford het onderzoek uitvoerde dat leidde tot het moderne begrip van de interne structuur van het atoom. In het proces verdrong het atoommodel van Rutherford het zogenaamde plum-pudding model van de atomaire structuur voorgesteld door Lord Kelvin; dit laatste staat bekend als het atoommodel van Thomson vanwege de sterke steun Thomson gaf het voor een paar jaar.,Thomson nam zijn onderwijstaken zeer serieus: hij gaf ’s ochtends regelmatig les aan elementaire klassen en’ s middags aan promovendi. Hij beschouwde het onderwijzen als nuttig voor een onderzoeker, omdat het hem vereiste om basisideeën te heroverwegen die anders als vanzelfsprekend zouden zijn beschouwd. Hij adviseerde nooit een man die een nieuw onderzoeksveld betreedt om te beginnen met het lezen van het werk dat al is gedaan. Thomson vond het eerder verstandig dat de onderzoeker eerst zijn eigen ideeën verduidelijkte., Dan kon hij veilig de rapporten van anderen te lezen zonder dat zijn eigen opvattingen beïnvloed door veronderstellingen die hij misschien moeilijk af te werpen.

Thomson toonde zijn brede interesse buiten de wetenschap door zijn interesse in politiek, actuele fictie, drama, Universitaire sport en de niet-technische aspecten van de wetenschap. Hoewel hij niet atletisch was, was hij een enthousiaste fan van de Cambridge cricket-en rugbyteams. Maar zijn grootste interesse buiten de natuurkunde was in planten., Hij genoot van lange wandelingen op het platteland, vooral in heuvelachtige gebieden in de buurt van Cambridge, waar hij zocht naar zeldzame botanische exemplaren voor zijn uitgebreide tuin. In 1918 werd Thomson benoemd tot master of Trinity College. Deze positie, waarin hij bleef tot aan zijn dood, gaf hem de gelegenheid om veel jonge mannen te ontmoeten wiens belangen buiten het gebied van de wetenschap lagen. Hij genoot van deze ontmoetingen en maakte veel nieuwe vrienden.