约瑟夫 おっと ·约翰·汤姆孙 爵士[註 1] OM FRS (Sir Joseph John "J. J." Thomson ,1856年 ねん 12月18日 にち —1940年 ねん 8月 がつ 30日 にち )[1] ,英国 えいこく 物理 ぶつり 学 がく 家 か ,诺贝尔物理学 りがく 奖获得 とく 主 ぬし , 他 た 发现了 りょう 电子并測定 そくてい 了 りょう 其質荷 に 比 ひ ,这是第 だい 一 いち 个被发现的 てき 亚原子 げんし 粒子 りゅうし 。
1897年 ねん ,汤姆孙表明 ひょうめい ,阴极射 しゃ 线 由 よし 以前 いぜん 未 み 知的 ちてき 带负电粒子 こ (现称为电子 )组成,他 た 计算出 さんしゅつ 這種粒子 りゅうし 必须比 ひ 原子 げんし 小 しょう 得 とく 多 た ,並 なみ 且有非常 ひじょう 小 しょう 的 てき 质荷比 ひ [2] 。 汤姆孙在1913年 ねん 也发现了稳定(非 ひ 放射 ほうしゃ 性 せい )元素 げんそ 同位 どうい 素 もと 的 てき 第 だい 一 いち 个证据 すえ ,这是他 た 在 ざい 探索 たんさく 陽極 ようきょく 射 しゃ 線 せん (正 せい 离子)的 てき 過程 かてい 中 ちゅう 的 てき 成果 せいか 之 の 一 いち 。 他 た 与 あずか 弗 どる 朗 ろう 西 にし 斯·阿 おもね 斯頓 一起确定带正电粒子的性质的实验是质谱法 ほう 的 てき 第 だい 一 いち 次 じ 使用 しよう ,使 つかい 得 とく 质谱仪的發展 はってん [2] 。
汤姆孙因其在气体导电方面 ほうめん 的 てき 工作 こうさく 而被授予1906年 ねん 诺贝尔物理学 りがく 奖 [3] 。
教育 きょういく 和 わ 个人生活 せいかつ [ 编辑 ]
汤姆孙1856年 ねん 出生 しゅっしょう 于英 えい 格 かく 兰的 てき 曼彻斯特 附近 ふきん ,苏格兰 人 ひと 家庭 かてい 。1870年 ねん ,他 た 在 ざい 不 ふ 寻常年 ねん 轻的14岁就被 ひ 录取在 ざい 曼彻斯特的 てき 欧文 おうぶん 学院 がくいん (现在的 てき 曼彻斯特维多利 たり 亚大学 がく )学 がく 习了工程 こうてい 学 がく ,搬到了 りょう 剑桥大学 だいがく 三 さん 一 いち 学院 がくいん 。1884年 ねん 12月22日 にち ,他 た 被 ひ 任命 にんめい 成 なり 为剑桥大学 がく 卡文迪 すすむ 许 物理 ぶつり 学 がく 教授 きょうじゅ [2] ,即 そく 卡文迪 すすむ 许实验室 主任 しゅにん [4] 。他 た 的 てき 学生 がくせい 之 の 一 いち 是 ぜ 欧 おう 内 ない 斯特·卢瑟福 ぶく ,卢瑟福 ぶく 于1919年 ねん 接 せっ 替 がえ 汤姆孙就任 しゅうにん 卡文迪 すすむ 许物理学 りがく 教授 きょうじゅ 。
受到詹姆斯·麦 むぎ 克 かつ 斯韦 工作 こうさく 的 てき 影 かげ 响和X射 い 线 的 てき 发现,他 た 推导出 で 阴极射 しゃ 线(参 まいり 见阴极射 しゃ 线管 )存在 そんざい 于带负电的 てき 粒子 りゅうし ,他称 たしょう 之 の 为“微粒 びりゅう ”,这种微粒 びりゅう 现在认识为电子 こ 。电子曾经被 ひ 约翰斯东·斯通尼 あま 提出 ていしゅつ 过,作 さく 为电化学 かがく 中 ちゅう 电荷的 てき 单位,但 ただし 是 ぜ 汤姆孙认识到电子也是亚原子 げんし 粒子 りゅうし ,这一点是第一次被发现。1897年 ねん 他 た 的 てき 发现为人所 しょ 知 ち ,并在科学 かがく 圈内 けんない 引起了 りょう 轰动,并最终于1906年 ねん 被 ひ 授予诺贝尔物理学 りがく 奖 [3] 。
家庭 かてい [ 编辑 ]
1890年 ねん ,汤姆孙娶了 りょう 罗丝·佩杰特 とく (Rose Elisabeth Paget),他 た 的 てき 前 ぜん 学生 がくせい 之 の 一 いち [5] 。她是乔治·爱德华·佩杰特 とく 爵士的 てき 女 おんな 儿(乔治·爱德华·佩杰特 とく ,英國 えいこく 劍 けん 橋 きょう 醫學 いがく 教授 きょうじゅ 兼 けん 醫師 いし 。)他 た 们育有 ゆう 一 いち 子 し 乔治 與一 よいち 女 おんな 瓊(Joan Paget Thomson)。极富戏剧性 せい 的 てき 是 ぜ ,他 た 的 てき 儿子乔治·汤姆孙 后 きさき 来 らい 因 いん 证实电子是 ぜ 一种波而被授予诺贝尔物理学奖。(参 まいり 见波 なみ 粒 つぶ 二 に 象 ぞう 性 せい )
成就 じょうじゅ [ 编辑 ]
发现电子 [ 编辑 ]
在 ざい 湯 ゆ 姆森以前 いぜん ,威 い 廉 かど ·普 ふ 朗 ろう 特 とく 、諾 だく 曼·洛 らく 克 かつ 耶等 とう 數 すう 名 めい 科學 かがく 家 か 就曾提出 ていしゅつ 原子 げんし 應 おう 該是由 よし 更 さら 基本 きほん 的 てき 單元 たんげん 所 しょ 組成 そせい ,他 た 們假設 かせつ 這個基本 きほん 單元 たんげん 應 おう 與 あずか 最 さい 輕 けい 的 てき 原子 げんし ,氫原子 げんし 有 ゆう 相 しょう 同 どう 的 てき 大小 だいしょう 。湯 ゆ 姆森在 ざい 1897年 ねん 首 くび 先 さき 提出 ていしゅつ 小 しょう 於原子 げんし 1000倍 ばい 的 てき 亞 あ 原子 げんし 粒子 りゅうし ,也就是 ぜ 現在 げんざい 所 しょ 稱 しょう 的 てき 電子 でんし 。這項發現 はつげん 源 げん 自 じ 於湯姆森對 たい 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 性質 せいしつ 的 てき 研究 けんきゅう 。在 ざい 湯 ゆ 姆森發現 はつげん 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん (在 ざい 當時 とうじ 被 ひ 稱 しょう 為 ため 萊納德 とく 射 しゃ 線 せん )在 ざい 空氣 くうき 中 ちゅう 行 ぎょう 走 はし 的 てき 距離 きょり 較於原子 げんし 大小 だいしょう 的 てき 粒子 りゅうし 的 てき 所 しょ 做預測 はか 還 かえ 要 よう 更 さら 遠 とお 之 これ 後 ご ,1897年 ねん 4月 がつ 30日 にち ,他 た 藉由測量 そくりょう 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 碰撞產 さん 生 せい 的 てき 熱 ねつ 與 あずか 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 的 てき 磁偏轉 てん ,估算出 さんしゅつ 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 的 てき 質量 しつりょう 。實驗 じっけん 結果 けっか 顯示 けんじ 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 較氫原子 げんし 輕 けい 1000倍 ばい ,而且不 ふ 論 ろん 何 なん 種 しゅ 原子 げんし 產 さん 生 せい 的 てき 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 都 みやこ 有一 ゆういち 樣 さま 的 てき 質量 しつりょう 。湯 ゆ 姆森判斷 はんだん 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 是 ぜ 由 よし 非常 ひじょう 輕 けい 且帶負 まけ 電 でん 的 てき 粒子 りゅうし 組成 そせい ,而且是 ぜ 構成 こうせい 原子 げんし 的 てき 普遍 ふへん 材料 ざいりょう 。他 た 當時 とうじ 稱 しょう 這粒子 りゅうし 為 ため 「corpuscles」,然 しか 而而後 ご 的 てき 學界 がっかい 多 た 使用 しよう 「electron」稱呼 しょうこ 電子 でんし ,這個詞 し 由 ゆかり 喬 たかし 治 ち ·斯托尼 あま 於1891年 ねん 提出 ていしゅつ ,早 はや 於湯姆森實際 じっさい 發現 はつげん 電子 でんし 。
在 ざい 1897年 ねん 4月 がつ ,湯 ゆ 姆森僅初步 しょほ 懷疑 かいぎ 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 可 か 受電 じゅでん 場 じょう 偏 へん 轉 てん (以往 いおう 的 てき 研究 けんきゅう 者 しゃ 如海 うみ 因 いん 里 ざと 希 まれ ·赫茲 以為它們不 ふ 會 かい 偏 へん 轉 てん )。在 ざい 湯 ゆ 姆森提出 ていしゅつ 了 りょう 電子 でんし 的 てき 一 いち 個月 かげつ 後 ご ,他 た 發現 はつげん 將 はた 如果將 はた 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 的 てき 放電 ほうでん 管 かん 抽到非常 ひじょう 低壓 ていあつ 的 てき 狀態 じょうたい 時 じ ,可 か 以更有效 ゆうこう 的 てき 使 つかい 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 偏 へん 轉 てん 。藉由電場 でんじょう 與 あずか 磁場 じば 的 てき 偏 へん 轉 てん ,湯 ゆ 姆森得 とく 以計算出 さんしゅつ 電子 でんし 的 てき 質 しつ 荷 に 比 ひ ,並 なみ 證 しょう 實 じつ 他 た 之 の 前 まえ 的 てき 估計。這也成 なり 為 ため 測定 そくてい 電子 でんし 質 しつ 荷 に 比 ひ 的 てき 著名 ちょめい 方法 ほうほう 。(電子 でんし 電荷 でんか 的 てき 測量 そくりょう 要 よう 到 いた 1909年 ねん 羅 ら 伯 はく 特 とく ·密 みつ 立根 たつこん 油 あぶら 滴 しずく 實驗 じっけん 。)
湯 ゆ 姆森認 みとめ 為 ため 電子 でんし 是 ぜ 從 したがえ 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 管 かん 中 ちゅう 的 てき 微量 びりょう 氣體 きたい 發射 はっしゃ 出來 でき 的 てき ,他 た 從 したがえ 而斷定 だんてい 原子 げんし 是 ぜ 可 か 分割 ぶんかつ 的 てき ,電子 でんし 就是原子 げんし 的 てき 組成 そせい 成分 せいぶん 之 の 一 いち 。1904年 ねん ,湯 ゆ 姆森提出 ていしゅつ 梅子 うめこ 布 ぬの 丁 ひのと 模型 もけい ,假設 かせつ 原子 げんし 是 ぜ 帶 たい 正 せい 電 でん 的 てき 球體 きゅうたい 物質 ぶっしつ 與 あずか 其中的 てき 電子 でんし 組成 そせい ,為 ため 了 りょう 解釋 かいしゃく 原子 げんし 的 てき 電 でん 中性 ちゅうせい 性質 せいしつ ,電子 でんし 分布 ぶんぷ 在 ざい 均 ひとし 勻的正 せい 電 でん 海中 かいちゅう 。
同位 どうい 素 もと 与 あずか 质谱法 ほう [ 编辑 ]
在 ざい 这个感光 かんこう 板 ばん 的 てき 右 みぎ 下角 したすみ 标记有 ゆう 氖的两种同位 どうい 素 もと : 氖-20和 わ 氖-22。
1912年 ねん ,在 ざい 湯 ゆ 姆森研究 けんきゅう 陽極 ようきょく 射 しゃ 線 せん 的 てき 過程 かてい 中 ちゅう ,他 た 和 わ 他 た 的 てき 研究 けんきゅう 助 じょ 理 り 弗 どる 朗 ろう 西 にし 斯·阿 おもね 斯頓引導 いんどう 氖離子 こ 流 りゅう 經過 けいか 磁場 じば 和 わ 電場 でんじょう ,並 なみ 且藉著 ちょ 在 ざい 路 みち 徑 みち 上 じょう 放置 ほうち 感光 かんこう 板 ばん 測量 そくりょう 離 はなれ 子 こ 流 りゅう 的 てき 偏 へん 轉 てん 程度 ていど 。他 た 們觀察到感光 かんこう 板 ばん 上 じょう 有 ゆう 兩 りょう 條 じょう 曝光(如右圖 ず ),這說明 せつめい 氖離子 こ 流 りゅう 是 ぜ 由 よし 兩個 りゃんこ 不同 ふどう 的 てき 原子 げんし 量 りょう 的 てき 原子 げんし (分別 ふんべつ 是 ぜ 氖-20和 わ 氖-22)所 しょ 組成 そせい 的 てき ,也就是 ぜ 說 せつ 此兩種 しゅ 不同 ふどう 的 てき 原子 げんし 為 ため 同位 どうい 素 もと 。弗 どる 雷 かみなり 德 とく 里 さと 克 かつ ·索 さく 迪 すすむ 曾提出過 ですぎ 同位 どうい 素的 すてき 存在 そんざい 可 か 以解釋 かいしゃく 某 ぼう 些放射 ほうしゃ 性 せい 物質 ぶっしつ 的 てき 衰 おとろえ 變 へん ,以上 いじょう 實驗 じっけん 首 くび 次 じ 證 しょう 實 じつ 穩定元素 げんそ 亦 また 存在 そんざい 同位 どうい 素 もと 。
約 やく 瑟夫.湯 ゆ 姆森透過 とうか 質量 しつりょう 分離 ぶんり 氖離子 こ 流 りゅう 而發現 はつげん 氖同位 い 素 もと 是 ぜ 质谱法 ほう 的 てき 第 だい 一 いち 個 こ 實例 じつれい ,隨 ずい 後 ご 這個方法 ほうほう 經由 けいゆ 阿 おもね 斯顿和 わ 登 のぼり 普 ひろし 斯特 一同改善並且發展成普遍的方法[4] 。
1905年 ねん ,汤姆孙發現 はつげん 了 りょう 鉀 的 てき 天然 てんねん 放射 ほうしゃ 性 せい [6] 。
在 ざい 1906年 ねん ,汤姆孙證明 しょうめい 了 りょう 每 ごと 一 いち 個 こ 氫 原子 げんし 只 ただ 有 ゆう 一 いち 個 こ 電子 でんし 。以前 いぜん 的 てき 理論 りろん 中 ちゅう 允許 いんきょ 氫原子 はらこ 有 ゆう 不同 ふどう 數量 すうりょう 的 てき 電子 でんし [7] [8] 。
陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 實驗 じっけん [ 编辑 ]
磁偏轉 てん [ 编辑 ]
湯 ゆ 姆森首 くび 先 さき 研究 けんきゅう 有 ゆう 關 せき 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 的 てき 磁偏轉 てん 。陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 是 ぜ 產 さん 生 せい 於裝置 そうち 左邊 さへん 的 てき 側 がわ 管 かん ,並 なみ 且藉由 よし 磁鐵的 てき 偏 へん 轉 てん 使 し 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 由 よし 陽極 ようきょく 傳 でん 遞裝置 そうち 的 てき 主 しゅ 鐘 かね 罩。湯 ゆ 姆森透過 とうか 檢 けん 測 はか 裝置 そうち 中 ちゅう 方形 ほうけい 屏 へい 幕 まく 上 じょう 的 てき 螢光 けいこう 路 ろ 徑 みち ,他 た 發現 はつげん 無論 むろん 是 ぜ 在 ざい 陽極 ようきょく 或 ある 是 ぜ 在 ざい 裝置 そうち 內的氣體 きたい 材料 ざいりょう ,光線 こうせん 的 てき 偏 へん 轉 てん 都會 とかい 是 ぜ 相 しょう 同 どう 的 てき ,而這也說明 せつめい 了 りょう 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 無論 むろん 它的來 らい 源 げん 為 ため 何 なん 它都是 ぜ 相 しょう 同 どう 的 てき 形式 けいしき 。
實驗 じっけん 證明 しょうめい 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 是 ぜ 帶電 たいでん 的 てき [ 编辑 ]
陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 是 ぜ 否 ひ 帶電 たいでん 在 ざい 早期 そうき 造成 ぞうせい 了 りょう 兩 りょう 大學 だいがく 派 は 的 てき 爭論 そうろん ,分別 ふんべつ 是認 ぜにん 為 ため 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 是 ぜ 電磁波 でんじは 的 てき 乙 おつ 太 たい 說 せつ 以及認 みとめ 為 ため 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 是 ぜ 由 よし 帶 たい 負 まけ 電 でん 的 てき 微粒 びりゅう 組成 そせい 的 てき 帶電 たいでん 微粒 びりゅう 說 せつ 。兩 りょう 大學 だいがく 派 は 經由 けいゆ 實驗 じっけん 證明 しょうめい 各 かく 自學 じがく 派 は 的 てき 主張 しゅちょう ,而最後 ご 由 よし 法 ほう 國 こく 物理 ぶつり 學 がく 家 か 让·佩兰 與 あずか 湯 ゆ 姆森證 しょう 實 じつ 了 りょう 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 是 ぜ 帶 たい 有 ゆう 電荷 でんか 的 てき 。
實驗 じっけん 主要 しゅよう 是 ぜ 由 よし 湯 ゆ 姆森改良 かいりょう 佩蘭教授 きょうじゅ 的 てき 實驗 じっけん ,他 た 將 しょう 聯 れん 接 せっ 到 いた 靜 しずか 電 でん 計 けい 的 てき 電荷 でんか 接收 せっしゅう 器 き 安置 あんち 在 ざい 真空 しんくう 管 かん 的 てき 一 いち 側 がわ ,接 せっ 著 ちょ 利用 りよう 磁場 じば 使 し 射 しゃ 線 せん 偏 へん 轉 てん ,磁場 じば 增加 ぞうか 至 いたり 一定 いってい 程度 ていど 的 てき 時候 じこう ,接收 せっしゅう 器 き 接收 せっしゅう 到 いた 的 てき 電荷 でんか 會 かい 突然 とつぜん 遽增,這說明 せつめい 了 りょう 這些電荷 でんか 的 てき 產 さん 生來 せいらい 自 じ 於陰極 ごく 射 い 線 せん ,也因此駁回 かい 了 りょう 乙 おつ 太 たい 說 せつ 的 てき 主張 しゅちょう ,證 あかし 實 じつ 了 りょう 陰極 いんきょく 射 しゃ 線 せん 帶 たい 有 ゆう 電荷 でんか 。
電 でん 偏 へん 轉 てん [ 编辑 ]
1897年 ねん 5月 がつ 至 いたり 6月 がつ ,汤姆孙研究 けんきゅう 了 りょう 光 こう 线是否 いや 可 か 以被电场偏 へん 转。 以前 いぜん 的 てき 实验者 しゃ 没 ぼつ 有 ゆう 观察到这一 いち 点 てん ,但 ただし 汤姆孙认为他们的实验是 ぜ 有 ゆう 缺陷 けっかん 的 てき ,因 いん 为他们的管 かん 子 こ 含有 がんゆう 太 ふと 多 おお 的 てき 气体。
注 ちゅう 释[ 编辑 ]
参考 さんこう 资料[ 编辑 ]
延伸 えんしん 阅读[ 编辑 ]
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
外部 がいぶ 链接[ 编辑 ]
17世 せい 纪 18世 せい 纪 19世 せい 纪 20世 せい 纪 21世 せい 纪
1901年 ねん -1925年 ねん 1926年 ねん -1950年 ねん 1951年 ねん -1975年 ねん 1976年 ねん -2000年 ねん 2001年 ねん -至 いたり 今 いま 注 ちゅう :年 とし 份不一定是實際獲獎時間,1917年 ねん 、1918年 ねん 、1921年 ねん 、1924年 ねん 、1925年 ねん 、1928年 ねん 、1932年 ねん 、1943年 ねん 的 てき 獎項都 と 延 のべ 後 ご 一 いち 年 ねん 頒發。
1820年代 ねんだい 1830年代 ねんだい 1840年代 ねんだい 1850年代 ねんだい 1860年代 ねんだい 1870年代 ねんだい 1880年代 ねんだい 1890年代 ねんだい 1900年代 ねんだい 1910年代 ねんだい 1920年代 ねんだい 1930年代 ねんだい 1940年代 ねんだい 1950年代 ねんだい 1960年代 ねんだい 1970年代 ねんだい 1980年代 ねんだい 1990年代 ねんだい 2000年代 ねんだい 2010年代 ねんだい 2020年代 ねんだい
1900年代 ねんだい 1910年代 ねんだい 1920年代 ねんだい 1930年代 ねんだい 1940年代 ねんだい 1950年代 ねんだい 1960年代 ねんだい 1970年代 ねんだい 1980年代 ねんだい 1990年代 ねんだい 2000年代 ねんだい 2010年代 ねんだい 2020年代 ねんだい
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