
约瑟夫·约翰·汤姆逊
Joseph John Thomson - (1856年12月18日—1940年8月30日)
- 英国物理学家,电子的发现者,诺贝尔物理学奖获得主。
发现电子
在汤姆孙以前,威廉·普朗特、诺曼·洛克耶等数名科学家就曾提出原子应该是由更基本的单元所组成,他们假设这个基本单元应与最轻的原子,氢原子有相同的大小。汤姆孙在1897年首先提出小于原子1000倍的亚原子粒子,也就是现在所称的电子。这项发现源自于汤姆孙对阴极射线性质的研究。在汤姆孙发现阴极射线(在当时被称为莱纳德射线)在空气中行走的距离较于原子大小的粒子的所做预测还要更远之后,1897年4月30日,他借由测量阴极射线碰撞产生的热与阴极射线的磁偏转,估算出阴极射线的质量。实验结果显示阴极射线较氢原子轻1000倍,而且不论何种原子产生的阴极射线都有一样的质量。汤姆孙判断阴极射线是由非常轻且带负电的粒子组成,而且是构成原子的普遍材料。他当时称这粒子为“corpuscles”,然而而后的学界多使用“electron”称呼电子,这个词由乔治·斯托尼于1891年提出,早于汤姆孙实际发现电子。
在1897年4月,汤姆孙仅初步怀疑阴极射线可受电场偏转(以往的研究者如海因里希·赫兹以为它们不会偏转)。在汤姆孙提出了电子的一个月后,他发现将如果将阴极射线的放电管抽到非常低压的状态时,可以更有效的使阴极射线偏转。借由电场与磁场的偏转,汤姆孙得以计算出电子的质荷比,并证实他之前的估计。这也成为测定电子质荷比的著名方法。(电子电荷的测量要到1909年罗伯特·密立根油滴实验。)
汤姆孙认为电子是从阴极射线管中的微量气体发射出来的,他从而断定原子是可分割的,电子就是原子的组成成分之一。1904年,汤姆孙提出梅子布丁模型,假设原子是带正电的球体物质与其中的电子组成,为了解释原子的电中性性质,电子分布在均匀的正电海中。






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