ج. ج. تومسون

ج.ج. طومسون
J. J. Thomson
السير جوسف جون طومسون (1856-1940). پورتريه بريشة أرثر هاكر.
السير جوسف جون طومسون (1856-1940). پورتريه بريشة أرثر هاكر.
ولدَ في 18 December 1856
Cheetham Hill, مانشستر, المملكة المتحدة
توفي في 30 أغسطس 1940(1940-08-30) (عن عمر 83 عاماً)
كمبريدج, المملكة المتحدة
القومية المملكة المتحدة
مجال البحث الفيزياء
المؤسسات جامعة كمبريدج
خريج جامعة مانشستر
جامعة كمبريدج
المشرفون الأكاديميون John Strutt (Rayleigh)
Edward John Routh
طلاب مشاهير تشارلز گلوڤر باركلا
Charles T. R. Wilson
إرنست رذرفورد
Francis William Aston
John Townsend
روبرت اوپنهايمر
Owen Richardson
وليام هنري براگ
H. Stanley Allen
John Zeleny
دانيال فروست كومستوك
ماكس بورن
T. H. Laby
Paul Langevin
Balthasar van der Pol
Geoffrey Ingram Taylor
اشتهر بسبب Plum pudding model
Discovery of electron
Discovery of isotopes
Mass spectrometer invention
First m/e measurement
Proposed first waveguide
Thomson scattering
Thomson problem
Coining term 'delta ray'
Coining term 'epsilon radiation'
طومسون (وحدة)
الجوائز جائزة نوبل في الفيزياء (1906)
الديانة Anglican
التوقيع
ج.ج. طومسون J. J. Thomson's signature
ملاحظات
طومسون هو والد الحائز على جائزة نوبل جورج پاگت طومسون.
ج.ج.تومسون

جوسف جون طومسون Joseph John “J. J.” Thomson عالم إنجليزي ولد في السابع والعشرين من أكتوبر 1856 م بالقرب من مدينة مانشستر الإنجليزية، و تفوق في دراسته منذ الصغر حتى أنه التحق بكلية الهندسة بجامعة فيكتوريا وهو في الرابعة عشر من عمره، ثم حصل على منحة من جامعة كامبريدج حيث تخصص في حقلالفيزياء النظرية.

ثم اتجه طومسون للعمل في معمل كافنديش العريق، وفي عام 1884 م تم تعيينه رئيساً لمعمل كافنديش وهو في الثامنة والعشرين من عمره، و قد ترأس المعمل لمدة 34 عاما حتى خلفه تلميذه النيوزيلندي إرنست رذرفورد.

شغل منصب رئيس كلية ترينيتي Trinity College بجامعة مانشتسر بدءاً من عام 1918 حتى تاريخ وفاته.

جوزيف جون تومسون

ويعتبر اكتشافه للإلكترون أفضل بحوثه على الإطلاق وأكثرها شهرةً وتأثيراً، حيث قادته تجاربه على أشعة المهبط ( أو أشعة الكاثود) إلى اكتشاف الخواص الأساسية للإلكترون. حيث قام بتعريض غاز مخلخل لتيار كهربائي فرق جهده حوالي 10,000 فولت تحت ضغط منخفض يتراوح من 0.001 إلى 0.0001 مم/زئبق فلاحظ انطلاق أشعة من الكاثود(المهبط)إلي الآنود (المصعد) وهي أشعة غير منظورة لكنها تحدث توهج على جدار أنبوبة التفريغ، و أثبت أن أشعة المهبط ليست أشعة ولكنها سيل متصل من الجسيمات سالبة الشحنة تتأثر بالمجالين الكهربي والمغناطيسي وتنحرف طبقاً لشحنتهما. كما تمكن من حساب كتلة تلك الجسيمات وسرعتها، لذا فقد اشتهر بلقب ""أبو الإلكترون"".

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

اسهاماته النظرية

الشكل (1) نموذج طومسون للذرة والنماذج اللاحقة لها

على الرغم من شهرة طومسون بوصفه فيزيائياً تجريبياً، فقد أسهم إسهامات مهمة في المجال النظري إبان حياته. وتناولت أولى إسهاماته تفسير نظرية جيمس ماكسويل للكهرمغنطيسية. ومن بين إسهاماته النظرية دراساته حول النظرية الإلكترونية للمعادن، واكتشافه للقانون الذي يحمل اسمه والمتعلق بتبعثر الأمواج الكهرمغنطيسية بفعل الجسيمات المشحونة. وهو أول من أشار إلى علاقة البنية الإلكترونية للذرة بخصائص المادة الكيميائية، مع أن نظرته هذه قد طرأ عليها لاحقاً تعديل بالاعتماد على السلوك الموجي للإلكترونات. وقد قادت أفكاره حول البنية الداخلية للذرات إلى اكتشاف «رذرفورد» لنواة الذرة. ففي عام 1898 طرح طومسون نموذجاً لبنية الذرة أطلق عليه اسم plum- pudding model، أي َطَبق الحلوى المزيَّن بالزبيب، صوَّر به الذرة كأنها كرة مؤلفة من جسيمات مشحونة إيجاباً، تشتمل على عدد من جسيمات مشحونة سلباً هي إلكترونات، كما هو مبين في الشكل (1 ـ أ). ويظهر في الشكل (ا ـ ب)، تصوُّر رذرفورد لبنية الذرة، والذي يعود تاريخه إلى العام 1911، وكذلك تصوُّر بور، الشكل (1ـ حـ)، الذي تقدم به عام 1913، وأخيراً تصوُّر شرودنغر، الشكل (1ـ د)، الذي اقترحه عام 1925.[1]


تجاربه

التجربة الأولى

"This experiment shows that however we twist and deflect the cathode rays by magnetic forces, the negative electrification follows the same path as the rays, and that this negative electrification is indissolubly connected with the cathode rays"
—J. J. Thomson[2]
تجربة طومسون الأولى على الآشعة المهبطية.


قام طومسون بدءاً من عام 1905 بدراسة تجريبية على الأشعة الموجبة positive rays أو الأشعة القنوية canal rays، وهي جسيمات تنطلق بسرعة باتجاه معاكس للأشعة المهبطية تظهر في أنابيب انفراغ الغازات الغازي عند إحداث قناة في مهبط الأنبوب.

التجربة الثانية

تجربة طومسون الثانية.


التجربة الثالثة

تجربة طومسون الثالثة.


النظائر ومطياف الكتلة

In the bottom right corner of this photographic plate are markings for the two isotopes of neon: neon-20 and neon-22.

كان لهذه الدراسة تطبيقات عملية مهمة قادت إلى تطوير ما يسمى بالتحليل الطيفي الكتلي mass spectrometry، وهي تقنية في غاية الأهمية فيما يرتبط بتقانة النفط واستخراجه، بل إن أهمية هذا الموضوع تعدَّت مجال النفط واستخراجه، إذ قاد تمرير الأشعة القنوية في حقول كهربائية وأخرى مغنطيسية وتحليلها إلى مكوِّنات بحسب نوع الذرات والجزيئات الموجودة في الغاز المدروس، وهذا ما بيّن، ولأول مرة، أن ذرات كل مادة متماثلة في الكتلة، كما بيّن أن غاز النيون يتألف من ثلاثة أنواع من الذرات أو ثلاثة نظائر isotopes، وكان هذا بمنزلة الكشف الأول لنظائر المادة في العناصر غير المشعة.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

إنجازاته

إن أكثر الفترات التي أسهم فيها طومسون بإسهامات علمية قيِّمة تمتد بين عامي 1895 و1914، وقد قادت اكتشافاته إبان هذه الفترة إلى تغيير جوهري في الفيزياء، وكان اكتشاف الإلكترون في أثنائها بمنزلة الكشف عن أول مكوِّن من مكوِّنات المادة. حصل طومسون على جائزة نوبل عام 1906 م لاكتشافه الإلكترون، ثم ترك العمل في معمل كاڤنديش قرب نهاية الحرب العالمية الأولى وترأس كلية ترينيتي في كامبريدج، وظل هناك حتى توفي 1940 م عن عمر يناهز الرابعة والثمانين.

الجوائز والتقدير

In 1991 the thomson (symbol: Th) was proposed as a unit to measure mass-to-charge ratio in mass spectrometry.

ببليوگرافيا

  • 1883. A Treatise on the Motion of Vortex Rings: An essay to which the Adams Prize was adjudged in 1882, in the University of Cambridge. London: Macmillan and Co., pp. 146. Recent reprint: ISBN 0-5439-5696-2.
  • 1888. Applications of Dynamics to Physics and Chemistry. London: Macmillan and Co., pp.326. Recent reprint: ISBN 1-4021-8397-6.
  • 1893. Notes on recent researches in electricity and magnetism: intended as a sequel to Professor Clerk-Maxwell's 'Treatise on Electricity and Magnetism'. Oxford Univ. Press, pp.xvi and 578. 1991, Cornell University Monograph: ISBN 1-4297-4053-1.
  • 1921 (1895). Elements Of The Mathematical Theory Of Electricity And Magnetism. London: Macmillan and Co. Scan of 1895 edition.
  • (with J.H. Poynting). A Text book of Physics in Five Volumes: Properties of Matter, Sound, Heat, Light, and Magnetism & Electricity.
  • Navarro, Jaume, 2005, "Thomson on the Nature of Matter: Corpuscles and the Continuum," Centaurus 47(4): 259-82.

الهامش

  1. ^ أحمد حصري. "طومسون (جوزيف جون ـ)". الموسوعة العربية. Retrieved 2012-09-01.
  2. ^ Arons, A. (1997) Teaching Introductory Physics, Wiley, p.272, ISBN 0471137073

المراجع

  • 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
  • JJ Thomson (1897), Cathode rays, Philosophical Magazine, 44, 293 — Discovery of the electron
  • JJ Thomson (1913), Rays of positive electricity, Proceedings of the Royal Society, A 89, 1-20 — Discovery of neon isotopes
  • J.J. Thomson, ""On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure," Philosophical Magazine Series 6, Volume 7, Number 39, pp 237-265. This paper presents the classical "plum pudding model" from which the Thomson Problem is posed.
  • The Master of Trinity at Trinity College, Cambridge
  • JJ Thomson, The Electron in Chemistry: Being Five Lectures Delivered at the Franklin Institute, Philadelphia (1923).


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وصلات خارجية

مناصب أكاديمية
سبقه
هنري مونتاگو بتلر
عميد كلية ترينيتي، كمبريدج تبعه
جورج ماكولاي ترڤليان