Sir Joseph John Thomson (1856-1940)
 
 

THOMSON, Sir Joseph John (Cheetham, 1856. december 18. -Cambridge, 1940. augusztus 30.) angol fizikus. A fizikai Nobel-díjat 1906-ban kapta "a gázokon áthaladó elektromosságra vonatkozó elméleti és kísérleti vizsgálatok terén szerzett nagy érdemeiért".
 

Manchesterben kezdte középiskolai tanulmányait, mérnöki pályára kívánt lépni. Érdeklődése azonban egyre inkább a fizika tudománya felé fordult.
1876-ban ösztöndíjjal Cambridge-be utazott, és élete végéig e városban munkálkodott. 1884-ben a huszonhét éves Thomson J. W. S. RAYLEIGH örökébe lépve a kísérleti fizika professzora és a hírneves Cavendish laboratórium igazgatója lett.
Thomson az atomfizika számos alapvető kísérletét végezte el, és az ő ihlető hatása magyarázza azt, hogy Anglia a XX. század első harminc évében az atomfizika legjelentősebb felfedezéseinek színhelye volt. Tanítványai közül heten kapták meg a fizikai Nobel-díjat. 1919-ben Thomson visszavonult, és a Cavendish laboratóriumot ő maga bízta legjelesebb tanítványa, E. RUTHERFORD vezetésére. A következő években már csak a Trinity College rektori teendőit látta el. A westminsteri apátságban, Isaac Newton sírhelye közelében temették el.

Az elektromosság atomos szerkezetének elképzelése 1834-ig, M. Faraday elektrokémiai egyenérték-törvényének megszületéséig nyúlik vissza. A következő fél évszázadban igen jelentős fizikusok építettek fel olyan elméleteket, melyekben feltételezték az anyagon belüIi elektromos töltéshordozók elemi kvantumának létét. Az elektron elnevezést J. Stoney csak 1890-ben vezette be. J. Plücker 1895-ben felfedezte a katódsugarakat. Elsősorban W. Crookes 1879-ben a katódsugarak mágneses eltérítésével végzett kísérleteinek hatására vált egyre erősebbé az az elképzelés, hogy a katódsugár nem elektromágneses sugárzás, hanem negatív töltésű korpuszkulákból áll. Az elképzelés helyességét Thomson bizonyította be 1897-ben, amikor kimutatta a katódsugarak elhajlását elektromos térben. Thomson az elektromos és mágneses tér együttes eltérítő hatását vizsgálva, meg tudta határozni a katódsugárban repülő elektronok elektromos töltésének és tömegének arányát, majd C. T. R. WILSON ködkamrájának használatával megmérte az elektronok töltését is. Az elektron töltésének nagysága, miként azt remélték, megegyezett az egyvegyértékű ionoknak a Faraday-törvényben meghatározott töltésével, és az elektron töltés-tömeg viszonyából következően kiderült, hogy az elektron tömege a hidrogénatom tömegének 1837-ed része. Thomson elektronja volt a szubatomi részek világának első követe.
Thomson az elektront az anyag univerzális összetevőjének tekintette, és az atomok belső szerkezetének magyarázatára megalkotta az első atommodellt. Elképzelése szerint az atom viszonylag nagy tömegű pozitív elektromos töltésű gömb melyben parányi elektronok helyezkednek el. Az elektronok száma annyi, hogy az elektronok együttesen éppen semlegesítik az atom pozitív töltését, és ez a szám a különböző elemek atomjainál más és más. A meghatározott pontokban levő elektronok nyugalmi helyzetük körül rezeghetnek is.
Thomson atommodelljét hamarosan továbbfejlesztette E. RzITHERFORD, majd a Rutherford-modellt N. BOHR formálta a kvantumfeltételeknek is eleget tevő alakúvá. Thomson 1906-tól behatóan fogla1kozott a pozitív töltésű ionokból álló csősugarakkal, melyek leírását először E. Goldstein adta meg 1886-ban. 1912-ben Thomson azt tapasztalta, hogy a neongáz ionjaiból álló csősugarak az eltérítő elektromos és mágneses térből kilépve, két egymástól bizonyos távolságra levő parabola mentén esnek az útjukba helyezett fényképezőlemezre, mintha a csősugarak a neon kétféle ionjából tevődnének össze.
F. SODDY 1910-ben találta meg a radioaktív elemek izotópjait, Thomson és tanítványa, F. W. Aston pedig a neon 20-as és 22-es tömegszámú izotópjának felfedezésével igazolta W. Crookes 1886-ból származó sejtését, mely szerint valamennyi elem több atomfajta keveréke lehet, és így W. Proutnak a XIX. század elején született elképzelése közelebb áll az igazsághoz, mint ahogy korábban gondolták. Thomsonnak a katódsugarak és a csősugarak vizsgálatára fordított erőfeszítései eredményeként az elektromosság gázokban való vezetése teljes magyarázatot nyert.