Biografía de J. j. Thomson | Científicos famosos.

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J. j. Thomson tomó la ciencia a nuevas alturas con su 1897 descubrimiento del electrón, la primera partícula subatómica. También encontró la primera evidencia que estable los elementos puede existir como isótopos e inventó una de las herramientas más poderosas en química analítica, el espectrómetro de masas.

Principios: Escuela y Universidad

Joseph John Thomson nació el 18 de diciembre de 1856 en Manchester, Inglaterra, Reino Unido.
Su padre, Joseph James Thomson, funcionó una librería especialista que había estado en su familia por tres generaciones. Su madre, Emma Swindells, provenía de una familia que poseyó a compañía de algodón.
Incluso como un joven Joey, quien más tarde sería conocido como J. J., estaba profundamente interesado en la ciencia. A la edad de 14 él hizo un estudiante en el Owens College de la Universidad de Manchester, donde estudió matemáticas, física e ingeniería.
Un chico tímido, sus padres esperaban que se convertiría en Ingeniero Aprendiz con una empresa locomotora. Sin embargo, estas esperanzas se desvanecieron con la muerte de su padre cuando tenía 16 años J. J.. Los honorarios de ingeniería aprendizaje eran altos, y su madre no podía pagarlos.
Esta desgracia beneficiado en última instancia, la ciencia, porque J. J. necesarios para encontrar financiación para continuar su educación. En 1876 ganó una beca que lo llevó, de 19 años, a la Universidad de Cambridge para estudiar matemáticas. Cuatro años más tarde se graduó con altos honores en su licenciatura.
Thomson continuó estudiando en Cambridge, y en 1882 ganó Premio de Adán, una de las universidades más codiciadas premios en matemáticas. En 1883 obtuvo una maestría en matemáticas.

Primeros trabajos de investigación

Átomos de
Cuando Thomson comenzó su carrera de investigación, nadie tenía una idea clara de cómo podrían ser átomos. Thomson decidió él imagínatela como una especie de anillo de humo y ver que las matemáticas lo llevaría. Este trabajo, para lo cual le concedieron Premio de Adán y su maestría tenía el título de Tratado sobre el movimiento de vórtice anillos. Aunque el título y capítulos de principio podrían sugerir matemáticas aplicadas son el tema principal, los encabezados de las secciones de finales son reveladores:
  • Presión de un gas. Ley de Boyle
  • Derrame termal
  • Bosquejo de una teoría química
  • Teoría de quantivalence
  • Valencia de los distintos elementos [químicos]
Thomson fue empujando su poderosa mente matemática hacia una comprensión más profunda de la materia.

Electricidad y magnetismo

Además de átomos, Thomson comenzó a tomar un interés serio en las ecuaciones de James Clerk Maxwell, que había revelado la electricidad y el magnetismo al ser manifestaciones de una sola fuerza: la fuerza electromagnética – y había revelado la luz una onda electromagnética.
En 1893, a la edad de 36, Thomson publicó notas sobre recientes investigaciones en electricidad y magnetismo, construyendo sobre el trabajo de Maxwell. Su libro es a veces descrito como "De Maxwell las ecuaciones volumen 3".

Contribuciones más importantes de Thomson a la ciencia

Descubrimiento del electrón, la primera partícula subatómica

En 1834, Michael Faraday había acuñado la palabra ion para tener en cuenta para las partículas cargadas que se atrajo positivamente o negativamente cargadas electrodos. Así, en vez de Thomson, ya era conocido que átomos fueron asociadas de alguna manera con cargas eléctricas, y que podrían existir átomos en forma iónica, llevando cargas positivas o negativas. Por ejemplo, sal de mesa está hecha de átomos ionizados de sodio y cloro.
Na+: un ión de sodio con una sola carga positiva
Cl: un ion del cloruro con una sola carga negativa
En 1891 George Johnstone Stoney había acuñado el electrón de palabra para representar la unidad fundamental de carga eléctrica. Él no, sin embargo, propuso que existía el electrón como una partícula en la su propia derecha. Cree que representa la unidad más pequeña de carga que puede tener un átomo ionizado.
Átomos se consideraban todavía como indivisible.
En 1897, envejecido 40, Thomson realizó un famoso experimento con un tubo de rayos catódicos.

Thomson permitió sus rayos catódicos a viajar por aire en lugar del habitual vacío y fue sorprendido en cuánto pueden viajar antes de que fueron detenidos. Esto sugirió a él que las partículas en los rayos catódicos eran muchas veces más pequeñas que los científicos habían Estimado átomos para ser.
Así, las partículas de rayos catódicos fueron más pequeñas que los átomos! ¿Su masa? ¿Tenían una masa típica de, digamos, un átomo de hidrógeno? -la partícula más pequeña conocida.
Para estimar la masa de una partícula de rayos catódicos y descubrir si su carga es positiva o negativa, Thomson desviar los rayos catódicos con campos eléctricos y magnéticos a la dirección que se desvió y hasta qué punto fueron tirados fuera de curso. Sabía el tamaño de la desviación le diría sobre la masa de la partícula y la dirección de la desviación le diría a la carga las partículas. Él también estimaba masa midiendo la cantidad de calor las partículas generadas cuando llegan a un destino.
Thomson utilizó un compartimiento de nube para establecer que una partícula de rayos catódicos llevó la misma cantidad de carga (es decir, una unidad) como un ión de hidrógeno.
De estos experimentos él dibujó tres conclusiones revolucionarias:
  • Las partículas de rayos catódicos se cargaron negativamente.
  • Las partículas de rayos catódicos eran por lo menos 1000 veces más ligeras que un átomo de hidrógeno.
  • Cualquier fuente se utilizó para generarlos, todas las partículas de rayos catódicos eran de idéntica masa y carga idéntica.
2300 años antes, Demócrito en la antigua Grecia había utilizado su inteligencia para deducir la existencia de los átomos. Luego, en 1808, John Dalton había resucitado la idea de Demócrito con su teoría atómica. Por tiempo de Thomson, los científicos estaban convencidos de que los átomos eran las partículas más pequeñas en el universo, los bloques de edificio fundamentales de todo.
Estas creencias fueron destrozadas por los experimentos de Thomson, que demostraron la existencia de una nueva partícula fundamental, mucho más pequeño que el átomo: el electrón. El mundo nunca sería el mismo otra vez.
Los físicos ahora tenían un incentivo para investigar las partículas subatómicas, las partículas más pequeñas que el átomo. Lo han hecho desde entonces, tratando de descubrir los bloques que conforman los bloques que conforman los bloques que conforman los bloques de construcción... de la materia.
Aunque se han descubierto muchos bloques, electrón de Thomson parece ser una verdadera partícula fundamental que no puede ser dividida más lejos.
Thomson fue galardonado con el premio 1906 Nobel en la física por su descubrimiento.

El átomo como un budín de ciruela

En base a sus resultados, Thomson produjo su modelo famosa (pero incorrecta) pudín del ciruelo del átomo. Él en la foto el átomo como un 'pudín' de cargado uniformemente positiva dentro que orbitaban las ciruelas (electrones).

Invención del espectrómetro total

En el descubrimiento del electrón, Thomson también se movió hacia la invención de una nueva herramienta sumamente importante para el análisis químico, el espectrómetro de masas.
En su forma más simple, un espectrómetro de masas se asemeja a un tubo de rayos catódicos, aunque en el caso del espectrómetro de masas, el haz de partículas cargadas se compone de iones positivos en lugar de electrones. Estos iones son desviados de una trayectoria recta por campo eléctrico/magnético. La cantidad de desviación depende de la masa del ion (bajo masas se desvió más) y carga (altas cargas están desviados más).
Por radiaciones ionizantes los materiales y ponerlos a través de un espectrómetro de masas, los elementos químicos presentes se pueden deducir por cuanto sus iones son desviados.

Descubrimiento que cada átomo de hidrógeno tiene sólo un electrón

En 1907 Thomson creó usando una variedad de métodos que cada átomo de hidrógeno tiene sólo un electrón.

Descubrimiento de los isótopos de elementos estables

Aunque Thomson había descubierto el electrón, los científicos todavía tenían un largo camino por recorrer para lograr incluso una comprensión básica del átomo: protones y neutrones estaban todavía por descubrir.
A pesar de estos obstáculos, en 1912, Thomson descubrió que podían existir elementos estables como isótopos. En otras palabras, podría existir el mismo elemento con diferentes masas atómicas.
Thomson hizo este descubrimiento cuando su estudiante de investigación que Francis Aston dispararon ionizado neón a través de un magnético y campo eléctrico, es decir, utiliza un espectrómetro de masas – y observó dos desviaciones distintas. Thomson concluyó que neón existió en dos formas cuyas masas son diferentes, es decir, isótopos.
Aston se encendió para ganar el Premio Nobel de química 1922 para continuar este trabajo, descubriendo un gran número de isótopos estables y descubrir que todas las masas del isótopo fueron toda el número de múltiplos de la masa del átomo de hidrógeno.

Algunos datos personales y al final

En 1890, edad 33, Thomson se casó con Rose Elizabeth Paget, un joven físico trabajando en su laboratorio. Ella era la hija de un profesor de medicina de Cambridge. La pareja tuvo un hijo, George y una hija, Joan.
Humilde y modesto, con un sentido reservado del humor, probablemente serían las mejores palabras para resumir la personalidad de Thomson.
Aunque investigaciones científicas consumieron la mayor parte de su tiempo, le gustaba relajarse cultivando su jardín.
A pesar de su modestia se convirtió en profesor de Cavendish de física Experimental en Cambridge – un papel celebró por primera vez por James Clerk Maxwell, a la edad de sólo 27 años. Como profesor de Cavendish, además haciéndose descubrimientos notables, allanó el camino a la grandeza para un número significativo de otros científicos.
De hecho, un número notable de los investigadores de Thomson pasó a convertirse en ganadores del Premio Nobel, incluyendo Charles T. R. Wilson, Charles Barkla, Ernest Rutherford, Francis Aston, Owen Richardson, William Henry Bragg, William Lawrence Bragg y Max Born.
Thomson era 40 años cuando Ernest Rutherford llegó a su laboratorio. Después de la reunión, Rutherford escribió de Thomson:
"Es muy agradable en la conversación y no está fosilizada en todos. En cuanto a aspecto es un hombre de tamaño mediano, oscuro y bastante joven todavía: se afeita, muy mal y lleva el pelo bastante largo. "
La guinda de la torta de Nobel para sus investigadores llegaron 31 años después Thomson fue galardonado con Premio 1906 Nobel en la física, cuando su hijo George ganó el mismo premio en 1937. Premio de George era también para el trabajo con los electrones, que probó que puede comportarse como ondas.
Thomson fue nombrado caballero en 1908, convirtiéndose en Sir J. J. Thomson.
J. j. Thomson murió a los 83 años de edad, el 30 de agosto de 1940. Sus cenizas fueron enterradas en la Nave de la Abadía de Westminster, unirse a otros grandes de la ciencia como Isaac Newton, Lord Kelvin, Charles Darwin, Charles Lyell y su amigo y trabajador de investigación Ernest Rutherford.
Traducido del website: Famous Scientists con fines educativos
Biografías de personajes históricos y famosos