جيه جيه طومسون ، كليا السير جوزيف جون طومسون ، (من مواليد 18 ديسمبر 1856 ، شيثام هيل ، قريب مانشستر ، إنجلترا - مات أغسطس 30 ، 1940 ، كامبريدج ، كامبريدجشير) ، عالم فيزياء إنجليزي ساعد في إحداث ثورة في معرفة التركيب الذري من خلال اكتشافه للإلكترون (1897). حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1906 ، وحصل على لقب فارس عام 1908.
كان طومسون نجل بائع كتب في إحدى ضواحي مانشستر. عندما كان يبلغ من العمر 14 عامًا فقط ، التحق بكلية أوينز ، التي أصبحت الآن جامعة مانشستر. كان محظوظًا لأنه ، على عكس معظم الكليات في ذلك الوقت ، قدم أوينز بعض الدورات التجريبية الفيزياء . في عام 1876 حصل على منحة دراسية في كلية ترينيتي بكامبريدج ، حيث مكث فيها بقية حياته. بعد حصوله على درجة البكالوريوس حصل على درجة في الرياضيات عام 1880 ، وقد جذبه فرصة إجراء بحث تجريبي إلى مختبر كافنديش. بدأ أيضًا في تطوير نظرية الكهرومغناطيسية. كما أوضح جيمس كليرك ماكسويل ، كانت الكهرباء والمغناطيسية مترابطة ؛ أدت التغييرات الكمية في أحدهما إلى تغييرات مقابلة في الآخر.
كيف تختلف الكروموسومات الجسمية عن الكروموسومات الجنسية
الاعتراف الفوري بإنجازات طومسون من قبل العلميين تواصل اجتماعي جاء عام 1884 بانتخابه زميلًا في الجمعية الملكية بلندن وتعيينه في منصب رئيس الفيزياء في مختبر كافنديش. دخل طومسون الفيزياء في مرحلة حرجة من تاريخه. بعد الاكتشافات العظيمة للقرن التاسع عشر في الكهرباء والمغناطيسية والديناميكا الحرارية ، كان العديد من الفيزيائيين في ثمانينيات القرن التاسع عشر يقولون إن علمهم يقترب من نهايته مثل منجم منهك. بحلول عام 1900 ، كان كبار السن فقط المحافظين اعتنق هذا الرأي ، وبحلول عام 1914 ظهرت فيزياء جديدة ، والتي أثارت بالفعل أسئلة أكثر مما يمكن أن تجيب عليه. كانت الفيزياء الجديدة مثيرة للغاية لأولئك الذين ، محظوظين بما يكفي للمشاركة فيها ، ورأوا إمكانياتها غير المحدودة. ربما لم يكن هناك أكثر من نصف دزينة من علماء الفيزياء العظماء مرتبطين بهذا التغيير. على الرغم من أنه لم يكن الجميع قد أدرجوا نفس الأسماء ، إلا أن غالبية المؤهلين للحكم كانوا سيشملون طومسون.
كان أهم عمل طومسون ، الذي توقف فقط لإلقاء محاضرات في جامعة برينستون عام 1896 ، هو ذلك الذي قاده في عام 1897 إلى استنتاج مفاده أن جميع شيء بغض النظر عن مصدره ، يحتوي على جسيمات من نفس النوع أقل كتلة بكثير من الذرات التي تشكل جزءًا منها. يطلق عليهم الآن الإلكترونات ، على الرغم من أنه أطلق عليها في الأصل اسم الجسيمات. كان اكتشافه نتيجة محاولة لحل الجدل طويل الأمد بشأن طبيعة أشعة الكاثود ، والتي تحدث عندما التيار الكهربائي يتم دفعها عبر وعاء تم ضخ معظم الهواء أو الغازات الأخرى منه. اعتقد جميع الفيزيائيين الألمان تقريبًا في ذلك الوقت أن هذه الأشعة المرئية تم إنتاجها عن طريق حدوثها في الأثير - وهي مادة عديمة الوزن يُعتقد في ذلك الوقت أنها تنتشر في كل الفضاء - لكنها لم تكن ضوءًا عاديًا ولا هي التي تم اكتشافها مؤخرًا الأشعة السينية . من ناحية أخرى ، اعتقد الفيزيائيون البريطانيون والفرنسيون أن هذه الأشعة عبارة عن جسيمات مكهربة. من خلال تطبيق تقنية تفريغ محسّنة ، تمكن طومسون من طرح حجة مقنعة بأن هذه الأشعة تتكون من جسيمات. علاوة على ذلك ، يبدو أن هذه الأشعة تتكون من نفس الجسيمات ، أو الجسيمات ، بغض النظر عن نوع الغاز الذي يحمل التفريغ الكهربائي أو أنواع المعادن المستخدمة كموصلات. تم تعزيز استنتاج طومسون بأن الجسيمات كانت موجودة في جميع أنواع المادة خلال السنوات الثلاث التالية عندما وجد أن الكريات التي لها نفس الخصائص يمكن إنتاجها بطرق أخرى - على سبيل المثال ، من المعادن الساخنة. يمكن وصف طومسون بأنه الرجل الذي قام بتقسيم الذرة لأول مرة ، على الرغم من أن كلمة التقطيع قد تكون أفضل كلمة ، في ضوء حجم وعدد الإلكترونات. على الرغم من أن بعض الذرات تحتوي على العديد من الإلكترونات ، فإن الكتلة الكلية للإلكترونات لا تزيد أبدًا عن 1/1000 من كتلة الذرة.
ج. طومسون: أنبوب أشعة الكاثود لأنبوب أشعة الكاثود الذي استخدمه J.J. طومسون لاكتشاف الإلكترون. متحف العلوم بلندن
بحلول مطلع القرن ، كان معظم العالم العلمي قد قبل تمامًا اكتشاف طومسون بعيد المدى. في عام 1903 أتيحت له الفرصة لتضخيم وجهات نظره حول سلوك الجسيمات دون الذرية في الظواهر الطبيعية عندما ، في محاضراته سيليمان في جامعة ييل اقترح نظرية متقطعة للضوء. له فرضية تنبأت لاحقًا بنظرية ألبرت أينشتاين عن الفوتونات. في عام 1906 حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لأبحاثه في التوصيل الكهربائي للغازات. في عام 1908 حصل على لقب فارس. في عام 1909 تم تعيينه رئيسًا للجمعية البريطانية لتقدم العلوم. وفي عام 1912 حصل على وسام الاستحقاق.
ومع ذلك ، لم يكن طومسون منعزلاً علميًا بأي حال من الأحوال. خلال سنواته المثمرة كعالم ، كان الرئيس الإداري لمختبر كافنديش الناجح للغاية. (كان هناك التقى بروز إليزابيث باجيت ، التي تزوجها في عام 1890.) لم يقم فقط بإدارة المشاريع البحثية بل قام أيضًا بتمويل إضافتين إلى مباني المختبرات بشكل أساسي من رسوم الطلاب ، مع القليل من الدعم من الجامعة والكليات. باستثناء حصته من منحة حكومية صغيرة للجمعية الملكية لمساعدة جميع الجامعات البريطانية وجميع فروع العلوم ، لم يتلق مختبر كافنديش أي دعم حكومي آخر ، ولم تكن هناك مساهمات من الشركات الخيرية أو الصناعة. أتاحت هدية من أحد الموظفين المخلصين شراء آلة صغيرة للهواء السائل ضرورية لأبحاث طومسون حول الأشعة الإيجابية ، مما أدى إلى زيادة المعرفة بالنواة الذرية التي تم اكتشافها مؤخرًا.
علاوة على ذلك ، كان طومسون مدرسًا متميزًا. كانت أهميته في الفيزياء تعتمد تقريبًا على العمل الذي ألهمه في الآخرين بقدر اعتماده على العمل الذي قام به بنفسه. جاءت مجموعة الرجال الذين تجمع حوله بين عامي 1895 و 1914 من جميع أنحاء العالم ، وبعد العمل تحت قيادته العديد من الأستاذية المقبولة في الخارج. مُنحت سبع جوائز نوبل لأولئك الذين عملوا تحت قيادته. أثناء العمل مع طومسون في مختبر كافنديش في عام 1910 ، على سبيل المثال ، أجرى إرنست رذرفورد البحث الذي أدى إلى الفهم الحديث للبنية الداخلية للذرة. في هذه العملية ، نموذج رذرفورد الذري حل محل ما يسمى نموذج حلوى البرقوق للهيكل الذري الذي اقترحه اللورد كلفن ؛ يُعرف الأخير باسم نموذج طومسون الذري بسبب الدعم القوي الذي قدمه طومسون لبضع سنوات.
أبراهام لنكولن - عنوان جيتيسبيرغ
أخذ طومسون واجباته التعليمية على محمل الجد: فقد حاضر بانتظام في الفصول الابتدائية في الصباح وطلاب الدراسات العليا في فترة ما بعد الظهر. لقد اعتبر التدريس مفيدًا للباحث ، لأنه يتطلب منه إعادة النظر في الأفكار الأساسية التي كان من الممكن اعتبارها أمرًا مفروغًا منه. لم ينصح أي رجل بدخول مجال بحث جديد ليبدأ بقراءة العمل المنجز بالفعل. بدلاً من ذلك ، اعتقد طومسون أنه من الحكمة أن يوضح الباحث أفكاره أولاً. ثم يمكنه قراءة تقارير الآخرين بأمان دون أن تتأثر آرائه بالافتراضات التي قد يجد صعوبة في التخلص منها.
السير ج. طومسون سير ج. طومسون ، تفاصيل رسم بقلم الرصاص بواسطة والتر مونينجتون ، 1932 ؛ في معرض الصور الوطني بلندن. بإذن من National Portrait Gallery ، لندن
أظهر طومسون مجموعة واسعة من اهتماماته خارج العلم من خلال اهتمامه بالسياسة ، والخيال الحالي ، والدراما ، والرياضة الجامعية ، والجوانب غير الفنية للعلوم. على الرغم من أنه لم يكن رياضيًا ، إلا أنه كان من أشد المعجبين بفريقي كامبريدج للكريكيت والرجبي. لكن اهتمامه الأكبر خارج الفيزياء كان بالنباتات. استمتع بالمشي لمسافات طويلة في الريف ، خاصة في المناطق الجبلية بالقرب من كامبريدج ، حيث بحث عن عينات نباتية نادرة لحديقته المتقنة. في عام 1918 ، أصبح طومسون ماجستيرًا في كلية ترينيتي. هذا المنصب ، الذي ظل فيه حتى وفاته ، أتاح له فرصة لقاء العديد من الشباب الذين كانت اهتماماتهم خارج مجال العلوم. لقد استمتع بهذه الاجتماعات وكوّن العديد من الأصدقاء الجدد.
إلى حد كبير ، كان طومسون هو من جعل الفيزياء الذرية علمًا حديثًا. إن دراسات التنظيم النووي التي استمرت حتى يومنا هذا والتعرف الإضافي على الجسيمات الأولية ، اتبعت جميعها إنجازه الأكثر بروزًا ، وهو اكتشافه للإلكترون في عام 1897. على الرغم من أن هذه الفيزياء قد أثارت العديد من الأسئلة النظرية ، إلا أنها أدت سريعًا منذ البداية إلى ظهور تطبيقات عملية في التكنولوجيا والصناعة.
