Debata o tom, kdo objevil elektron, dosud neutichla. V roli objevitele elementární částice, vedle Josepha Thomsona, někteří historici vědy vidí Hendrik Lorentz a Peter Zeeman, jiní - Emil Wiechert, další - Philip Lenard. Kdo je tedy vědec, který objevil elektron?
Atom znamená nedělitelný
Pojem „atom“byl zaveden do používání filozofy. Starověký řecký myslitel Leucippus v 5. století př. Kr. E. naznačil, že vše na světě se skládá z malých částic. Jeho žák - Democritus, je nazval atomy. Podle filozofa jsou atomy „cihly“vesmíru, nedělitelné a věčné. Vlastnosti látek závisí na jejich tvaru a vnější struktuře: atomy proudící vody jsou hladké, kovové mají profilové zuby, které dodávají tělu tvrdost.
Vynikající ruský vědec M. V. Lomonosov, zakladatel atomově-molekulární teorie, věřil, že ve složení jednoduchých látek jsou částice (molekuly) tvořeny jedním typem atomů, složité - různými typy.
Samouk chemik John D alton (Manchester) v roce 1803, spoléhal naexperimentální data a s ohledem na hmotnost atomů vodíku jako konvenční jednotku stanovila relativní atomové hmotnosti některých prvků. Atomistická teorie Angličana měla velký význam pro další rozvoj chemie a fyziky.
Kdo objevil elektron?
Na začátku 20. století bylo nashromážděno množství experimentálních dat, které dokazovaly složitost struktury atomu. Patří sem fenomén fotoelektrického jevu (G. Hertz, A. Stoletov 1887), objev katodového (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) a rentgenového (V. Roentgen, 1895) paprsků, radioaktivita (A. Becquerel, 1896).
Vědci, kteří pracovali s katodovými paprsky, se rozdělili do dvou táborů: někteří předpokládali vlnovou povahu jevu, jiní - korpuskulární. Hmatatelných výsledků dosáhl profesor Vyšší normální školy (Lille, Francie) Jean Baptiste Peren. V roce 1895 experimenty ukázal, že katodové paprsky jsou proudem záporně nabitých částic. Možná je Peren fyzik, který objevil elektron?
Na pokraji skvělých věcí
Fyzik a matematik George Stoney (Královská irská univerzita, Dublin) v roce 1874 vyslovil předpoklad o diskrétnosti elektřiny. V jakém roce a kým byl elektron objeven? V průběhu experimentálních prací na elektrolýze to byl D. Stoney, kdo určil hodnotu minimálního elektrického náboje (dosažený výsledek (10-20 C) byl však 16krát menší než ten skutečný). V roce 1891 nazval irský vědec jednotku elementárního elektrického náboje „elektron“(ze staroř."jantarová").
O rok později formuloval Hendrik Lawrence (Leiden University, Nizozemsko) hlavní ustanovení své elektronické teorie, podle níž je struktura jakékoli látky založena na diskrétních elektrických nábojích. Tito vědci nejsou považováni za objevitele částice, ale jejich teoretický a praktický výzkum se stal spolehlivým základem pro Thomsonův budoucí objev.
Neúnavný nadšenec
Na otázku, kdo a kdy objevil elektron, dávají encyklopedie jasnou a jednoznačnou odpověď – Joseph John Thomson v roce 1897. Jaká je tedy zásluha anglického fyzika?
Otec budoucího prezidenta Královské společnosti v Londýně byl knihkupec a od dětství vštěpoval svému synovi lásku k tištěnému slovu a touhu po nových znalostech. Po absolvování Owens College (od roku 1903 - University of Manchester) a University of Cambridge v roce 1880 nastoupil mladý matematik Joseph Thomson do Cavendish Laboratory. Experimentální studie mladého vědce zcela uchvátily. Kolegové zaznamenali jeho neúnavnost, odhodlání a mimořádné nadšení pro praktickou práci.
V roce 1884, ve věku 28 let, byl Thomson jmenován ředitelem laboratoře jako nástupce lorda C. Rayleigha. Pod vedením Thomsona se laboratoř za dalších 35 let stala jedním z největších center světové fyziky. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin zahájili svou cestu odtud.
Pozor na detail
Thomson začal svou práci na studiu katodových paprsků kontrolními experimentyjeho předchůdci. Pro mnoho experimentů bylo vyrobeno speciální zařízení podle osobních nákresů ředitele laboratoře. Poté, co Thomson obdržel kvalitativní potvrzení experimentů, nenapadlo ho zastavit se tam. Svůj hlavní úkol viděl v přesném kvantitativním určení povahy paprsků a jejich částic.
Nová elektronka určená pro následující experimenty obsahovala nejen obvyklou katodu a urychlovací elektrody (ve formě desek a prstenců) s vychylovacím napětím. Proud částic byl směrován na obrazovku pokrytou tenkou vrstvou hmoty, která při dopadu částic zářila. Tok měl být řízen kombinovaným účinkem elektrického a magnetického pole.
Části atomu
Je těžké být průkopníkem. Ještě obtížnější je obhájit své přesvědčení, které je v rozporu s koncepcemi, které byly zavedeny po tisíciletí. Víra v sebe sama, ve svůj tým udělala z Thomsona osobu, která objevila elektron.
Zkušenosti přinesly úžasné výsledky. Hmotnost částic se ukázala být 2 tisíckrát menší než hmotnost vodíkových iontů. Poměr náboje tělíska k jeho hmotnosti nezávisí na průtoku, vlastnostech materiálu katody nebo povaze plynného prostředí, ve kterém se výboj vyskytuje. Byl navržen závěr, který odporuje všem základům: krvinky jsou univerzální částice hmoty ve složení atomu. Thomson čas od času pečlivě a pečlivě kontroloval výsledky experimentů a výpočtů. Když už nebylo pochyb, byla podána zpráva o povaze katodových paprsků pro Royal Society of London. Na jaře 1897 atompřestalo být nedělitelné. V roce 1906 byla Josephu Thomsonovi udělena Nobelova cena za fyziku.
Neznámý Johann Wiechert
Jméno Johanna Emila Wiecherta, profesora geofyziky na Köningsbör a poté na univerzitě v Göttingenu, výzkumníka seismografie naší planety, je známější v odborných kruzích geologů a geografů. Ten je ale známý i fyzikům. Toto je jediná osoba, kterou oficiální věda spolu s Thomsonem uznává jako objevitele elektronu. A abych byl naprosto přesný, dílo popisující Wiechertovy pokusy a výpočty vyšlo v lednu 1897 – o čtyři měsíce dříve než Angličanova zpráva. Kdo objevil elektron, bylo již historicky rozhodnuto, ale skutečnost zůstává.
Pro informaci: Thomson nepoužil termín „elektron“v žádném ze svých děl. Použil název "corpuscles".
Kdo objevil proton, neutron a elektron?
Po objevu první elementární částice se začaly vytvářet předpoklady o možné struktuře atomu. Jeden z prvních modelů navrhl sám Thomson. Atom, říká, je jako kus rozinkového pudinku: záporné částice jsou zabudovány v kladně nabitém těle.
V roce 1911 Ernest Rutherford (Nový Zéland, Velká Británie) navrhl, že model atomu má planetární strukturu. O dva roky později předložil hypotézu o existenci kladně nabité částice v jádře atomu a poté, co ji experimentálně získal, nazval ji proton. Předpověděl také přítomnost neutrální částice o hmotnosti protonu v jádře (neutron objevil v roce 1932 anglický vědec J. Chadwick). V roce 1918 předal Joseph Thomson vedení laboratoře Ernestu Rutherfordovi.
Je nutné říci, že objev elektronu nám umožnil nový pohled na elektrické, magnetické a optické vlastnosti hmoty. Je těžké přeceňovat roli Thomsona a jeho následovníků ve vývoji atomové a jaderné fyziky.
