Joseph Thomson

J.J. Thomson

Joseph John Thomson (1856-1940) era un chimico britannico alto. Ha vinto il premio Nobel in fisica nel 1906.

Nacque a Cheetam Hill, un distretto di Manchester, in Inghilterra, il 18 dicembre 1856. Noto anche come "j.J."Thomson ha studiato ingegneria al Owens College, attualmente parte dell'Università di Manchester, e poi matematica a Cambridge.

Nel 1890, J.J. Thomson ha sposato Rose Elizabeth Paget, figlia del dottor Sir Edward George Paget, con la quale ha avuto due figli: una ragazza, di nome Joan Paget Thomson e un bambino, George Paget Thomson.

Quest'ultimo sarebbe diventato un famoso scienziato, ottenendo nel 1937 un premio Nobel in fisica per il loro lavoro con gli elettroni.

Fin da giovane, Thomson ha concentrato i suoi studi sulla struttura degli atomi, scoprendo così l'esistenza di elettroni e isotopi, tra gli altri dei loro contributi.

Nel 1906, Thomson ricevette il premio Nobel per la fisica, "in riconoscimento del grande merito della sua ricerca teorica e sperimentale sulla conduzione dell'elettricità attraverso i gas", stabilito dalla giuria nel verdetto del suddetto premio.

Nel 1908, fu nominato cavaliere dalla corona britannica e fu professore onorario di fisica a Cambridge e al Royal Institute di Londra.

Morì il 30 agosto 1940 all'età di 83 anni, nella città di Cambridge, in Inghilterra. Il fisico fu sepolto nell'Abbazia di Westminster, vicino alla tomba di Sir Isaac Newton. 

Contributi di Joseph Thomson alla scienza e alla chimica

Scoperta di elettroni

Nel 1897, J.J. Thomson ha scoperto una nuova particella di luce rispetto all'idrogeno, che è stato battezzato "elettrone".

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L'idrogeno è stato considerato un'unità di misurazione del peso atomico. Fino a quel momento, l'atomo era la più piccola divisione della materia.

In questo senso, Thomson è stato il primo a scoprire le particelle subatomiche corpuscolari caricate negativamente.

Modello atomico Thomson

Il modello atomico di Thomson era la struttura che il fisico inglese ha attribuito agli atomi. Per lo scienziato, gli atomi erano una sfera di carica positiva.

C'erano elettroni incorporati in modo uniforme su quella nuvola di carico positivo, cioè neutralizzando il carico positivo dell'impasto atomo.

Questo nuovo modello sostituisce l'elaborato da Dalton e sarà successivamente confutato da Rutherford, il discepolo di Thomson nei Cavendish Laboratories di Cambridge. 

Separazione degli atomi

Thomson ha usato raggi positivi o anodici per separare gli atomi da massa diversa. Questo metodo gli ha permesso di calcolare l'elettricità trasportata da ciascun atomo e il numero di molecole per centimetro cubo.

Essendo in grado di dividere gli atomi di diverse massa e carico, il fisico ha scoperto l'esistenza di isotopi. Anche in questo modo, con il suo studio sui raggi positivi, ha prodotto grande progresso verso la spettrometria di massa.

Scoperta di isotopi

J.J. Thomson ha scoperto che gli ioni al neon avevano masse diverse, cioè un peso atomico diverso. Questo è il modo in cui Thomson ha dimostrato che il neon ha due sottotipi di isotopi, il neon-20 e il neon-22.

Gli isotopi, studiati fino ad oggi, sono atomi dello stesso elemento, ma i loro nuclei hanno un numero di massa diverso, poiché sono composti da diverse quantità di neutroni nel loro centro.

Esperimenti con i raggi catodici

I raggi catodici sono correnti di elettroni in tubi a vuoto, cioè tubi di vetro con due elettrodi, uno positivo e uno negativo.

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Quando l'elettrodo negativo viene riscaldato, chiamato anche catodo, emette radiazioni dirette verso l'elettrodo positivo o l'anodo, in linea retta se non si verifica alcun campo magnetico in quel percorso.

Se le pareti di vetro del tubo sono coperte di materiale fluorescente, il colpo di stato dei catodi contro quello strato produce la proiezione della luce.

Thomson ha studiato il comportamento dei raggi catodici e è arrivato alle conclusioni che i raggi si sono diffusi dritti.

Ha anche concluso che questi raggi potevano essere deviati dalla loro traiettoria dalla presenza di un magnete, cioè di un campo magnetico. Inoltre, i raggi potevano spostare le lame con la resistenza degli elettroni circolanti, dimostrando così che gli elettroni avevano la massa.

J.J. Thomson ha sperimentato il gas all'interno del tubo dei raggi catodici, ma il comportamento degli elettroni non variava. Allo stesso modo, i raggi catodici hanno riscaldato gli oggetti che si sono interposti sulla strada tra gli elettrodi. 

In conclusione, Thomson aveva dimostrato che i raggi catodici avevano effetti leggeri, meccanici, chimici e termici.

I tubi dei raggi catodici e le loro proprietà di luce erano trascendentali per la successiva invenzione della televisione tubo (CTR) e delle videocamere.

Spettrometro di massa

J.J. Thomson ha creato un primo approccio a Spettrometro di massa. Questo strumento ha permesso allo studio dello scienziato.

Con questa indagine ha concluso che i raggi catodici erano composti da corpuscoli di carico negativo, che sono all'interno degli atomi, postulando così la divisibilità dell'atomo e dando origine alla figura elettronica.

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Inoltre, i progressi della spettrometria di massa sono continuati fino ad oggi, evolvendosi in diversi metodi per separare gli elettroni dagli atomi.

Inoltre, Thomson è stato il primo a suggerire La prima guida d'onda nel 1893. Questo esperimento consisteva in diffusione.

Le guide d'onda sarebbero ampiamente utilizzate in futuro, anche oggi, con la trasmissione dei dati e le fibre ottiche.

L'eredità di Thomson

Il Thomson (TH) è stato istituito come unità di carico di massa in spettrometria di massa, proposta da cuochi e prodotti chimici di rockwood, in onore di Thomson.

Questa tecnica consente di determinare la distribuzione delle molecole di una sostanza in base alla loro massa e, riconoscere da questo, che sono presenti in un campione di materia.

THOMSON Formula (Th):

Opere eccezionali

• Il scarto dell'elettricità attraverso i gas, l'elettricità attraverso i gas (1900).
• La teoria corpuscolare della materia, l'elettrone in chimica e i ricordi e le riflessioni (1907).
• Beyond the Electron (1928).

Riferimenti

1. Nobel Media AB (2014). J. Thomson - Biografico. Premio Nobel.org. Premio Nobel.org.
2. Thomson, Joseph J., Elettricità attraverso il comportamento dei gas. Cambridge, University Press, 1903.
3. Menchaca Rocha, Arturo.  Il fascino discreto delle particelle elementari.
4. Christen, Hans Rudolf, Fondamenti di chimica generale e inorganica, volume 1. Barcellona, ​​Spagna. Edizioni Reverti s.A., 1986.
5. Arzani, Aurora Cortina, Chimica generale elementare. Messico, Editoriale di Porrúa, 1967.
6. R. G. Cuochi, a. L. Rockwood. Commun rapido. Spettrom di massa. 5, 93 (1991).