約瑟夫·湯姆森

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Sir Joseph Thomson
約瑟夫·湯姆森爵士
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出生 1856年12月18日
英國曼徹斯特
逝世 1940年8月30日
英國劍橋
居住地 Flag of the United Kingdom.svg英國
國籍 Flag of England.svg英格蘭
研究領域 物理學家
任職於 劍橋大學
普林斯頓大學
耶魯大學
母校 曼徹斯特維多利亞大學
劍橋大學
博士導師 約翰·斯特拉特Nobel prize medal.svg
愛德華·約翰·勞思
博士學生 查爾斯·威爾森Nobel prize medal.svg
歐內斯特·拉塞福Nobel prize medal.svg
約翰·西利·湯森
歐文·理查森Nobel prize medal.svg
威廉·亨利·布拉格Nobel prize medal.svg
愛德華·阿普爾頓Nobel prize medal.svg
其他著名學生 查爾斯·巴克拉Nobel prize medal.svg
弗朗西斯·阿斯頓Nobel prize medal.svg
羅伯特·歐本海默
馬克斯·玻恩Nobel prize medal.svg
保羅·朗之萬
傑弗里·泰勒
尼爾斯·波耳Nobel prize medal.svg
著名成就 葡萄乾布丁模型
電子
同位素
質譜
電磁導波
湯姆森散射
獲獎 Nobel prize medal.svg 諾貝爾物理學獎(1906年)
科普利獎章(1914年)
簽名
備註
其子Nobel prize medal.svg 喬治·湯姆森

約瑟夫·湯姆森爵士,OMFRS英語Sir Joseph Thomson,1856年12月18日-1940年8月30日),英國物理學家電子的發現者。

湯姆森1856年出生於英格蘭曼徹斯特附近,蘇格蘭人家庭。他在曼徹斯特的歐文學院學習了工程學,搬到了劍橋大學三一學院。1884年他成為卡文迪許物理學教授,即卡文迪許實驗室主任。1890年他與露絲·佩杰特結婚,並養育了兩個孩子。他的學生之一是歐內斯特·拉塞福,拉塞福於1919年接替湯姆森就任卡文迪許物理學教授。

受到詹姆斯·克拉克·馬克士威工作的影響和X射線的發現,他推導出陰極射線(參見陰極射線管)存在於帶負電的粒子,他稱之為「微粒」,這種微粒現在認識為電子。電子曾經被約翰斯東·斯通尼提出過,作為電化學中電荷的單位,但是湯姆森認識到電子也是亞原子粒子,這一點是第一次被發現。1897年他的發現為人所知,並在科學圈內引起了轟動,並最終於1906年被授予諾貝爾物理學獎。 極富戲劇性的是,他的兒子喬治·湯姆森後來因證實電子是一種波而被授予諾貝爾物理學獎。(參見波粒二象性)。

成就[編輯]

發現電子[編輯]

幾個科學家,如[普朗特]和[洛克耶]曾經提出原子應該從基本的單元建立起,而他們假設這個原子最小的單位元為氫。在1897年,湯姆森為第一個提出一個基本單位元小於原子的1000倍,此為亞原子粒子,現在則被稱為電子。湯姆森透過陰極射線而發現這樣的性質。在1897年4月30日,湯姆森發現並提出萊納德光線在空氣中行走的距離比原本預計的一個原子大小的粒子還要更遠。他透過實驗測量陰極射線碰撞熱接面以及比較陰極射線發生磁偏轉時所產生的熱量並計算陰極射線的質量。他的實驗提出,陰極射線比氫原子輕1000倍,而且它的質量取自於原子的類型,無論去自於哪裡都一樣。他的結論是,陰極射線非常輕且存在於帶負電的粒子,而帶負電的粒子是廣布於原子中的建構粒子,他稱此粒子為「微粒」,而微粒就是現在所認識的電子,但是在湯姆森實現發現前早在1891年時,電子曾經被[約翰斯通 斯托尼]提出過。

在1897年4月湯姆森提出,陰極射線可以電偏轉。一個月後湯姆森宣布有關微粒的研究,他提出如果可以抽空放電管到非常低的電壓,他發現他可以有效地透過電場偏轉陰極射線。經由比較電場磁場偏轉後得到的質量更為完整,而測量結果的電荷比也證實了他先前的估計,這也成為了測定電子與質量著名的方法。

同位素與質譜法[編輯]

其他[編輯]

1905年,發現鉀的放射性同位素 1906年,證明氫原子只有1個電子


延伸閱讀[編輯]

  • Dahl, Per F., "Flash of the Cathode Rays: A History of J.J. Thomson's Electron". Institute of Physics Publishing. June, 1997. ISBN 0-7503-0453-7

參考資料[編輯]

外部連接[編輯]