جوزف جان تامسون (شکل 1) در زمانی زندگی می‌کرد که فیزیک کلاسیک رو به اتمام بود و فیزیک مدرن شروع به توسعه می‌کرد. ویژگی نگرش بسیاری از فیزیکدانان آن زمان، نظری بود که فیزیکدان PJG VON JOLLY (1884-1809) در سال 1875 به مکس پلانک جوان که بعدها بنیانگذار نظریه کوانتومی بود، بیان کرد. زمان:

به عنوان یک علم بسیار توسعه یافته و تقریباً کاملاً توسعه یافته، که اکنون، پس از کشف اصل بقای انرژی، احتمالاً به زودی شکل پایدار نهایی خود را به خود می گرفت. ممکن است هنوز یک ذره گرد و غبار یا حباب کوچکی در گوشه و کنار آن بررسی و طبقه بندی شود، اما سیستم به طور کلی نسبتاً امن است و فیزیک نظری به طور قابل توجهی به آن درجه از کمال نزدیک می شود که مثلاً هندسه دارد. از آن زمان برای قرن ها در اختیار بوده است».

آثار مکس پلانک و آلبرت انیشتین، ویلهلم کنراد رونتگن و هنری بکوئرل، ماری و پیر کوری، ارنست رادرفورد به زودی نشان داد که اینطور نیست. جی جی تامسون همچنین نقش مهمی در توسعه فیزیک ایفا کرد.

زندگی کن و عمل کن

جوزف جان تامسون در 18 دسامبر 1856 در چیتام هیل، پسر یک کتابفروش به دنیا آمد. در سن 14 سالگی تحصیل در رشته مهندسی را در کالج اونز، دانشگاه منچستر آغاز کرد. زمانی که پدرش دو سال بعد فوت کرد، تحصیلات خود را قطع کرد و به تحصیل در رشته های ریاضی و فیزیک روی آورد. او که به بورسیه تحصیلی مجهز شده بود، از سال 1876 در مراکز علمی مجهز تحصیل کرد کالج ترینیتی از دانشگاه کمبریج در سال 1881 به عضویت این کالج درآمد و در سال 1884 استاد فیزیک تجربی شد و مدیریت کالج معروف سال 1871 را بر عهده گرفت. “ آزمایشگاه کاوندیش “. پیشینیان در این سمت، جیمز کلرک ماکسول (1831-1879) و لرد رایلی (1919-1842)، جانشینان پس از بازنشستگی او در سال 1919، ارنست روترفورد (1871-1937) و وی.

جی جی تامسون هم در تدریس و هم در تحقیق موفق بود. او در طول عمر طولانی خود تقریباً هر جایزه ای را که می توان به یک دانشمند اعطا کرد دریافت کرد. او در سال 1906 جایزه نوبل فیزیک را برای کارش در زمینه عبور برق از گازها دریافت کرد. در سال 1908 از سوی پادشاه بریتانیا لقب شوالیه دریافت کرد. در سال 1915 انجمن سلطنتی او را به عنوان رئیس انتخاب کرد. در سال 1918 مدیریت کالج ترینیتی را بر عهده گرفت.
جی جی تامسون با افتخار در 30 اوت 1940 در کمبریج درگذشت.

دستاوردهای علمی

جی جی تامسون در اولین کار خود در اوایل دهه 1980 به کاربرد نظریه ماکسول در بارهای متحرک پرداخت. او توانست ثابت کند که یک کره باردار با توجه به بار جرم افزایش می یابد. این اولین قدم برای آن بود هم ارزی جرم-انرژی ، که A. Einstein به طور کلی در نظریه نسبیت خاص خود در سال 1905 فرموله کرد.

کشف اشعه ایکس در سال 1895 منجر به مطالعات فشرده تر در مورد آن شد پرتوهای کاتدی ، که باعث اشعه ایکس شد. در سال 1897، جی جی تامسون توانست نشان دهد که پرتوهای کاتدی ذرات با بار منفی هستند. آنها را هم تعیین کرد شارژ خاص این ذره او در زندگی نامه خود که سال ها بعد منتشر شد، می نویسد:

“پس از تامل بسیار، به نظرم رسید که نتایج زیر را باید از آزمایش ها گرفت: اول اینکه اتم ها تقسیم ناپذیر نیستند، زیرا ذرات الکتریکی منفی می توانند با عمل نیروهای الکتریکی از آنها جدا شوند… دوم اینکه، همه ذرات دارای جرم یکسانی هستند و بار الکتریکی منفی یکسانی را از هر نوع اتمی که از آن می آیند حمل می کنند، و اینکه آنها اجزای تشکیل دهنده همه اتم ها هستند. سوم اینکه جرم این ذرات کمتر از یک هزارم اتم هیدروژن است. من ابتدا این ذرات را هسته نامیدم، اما اکنون آنها را با نام مناسب تر الکترون می نامند.

با الکترون اولی بود ذرات بنیادی یافت. نامی که غالب شد همان نامی بود که فیزیکدان ایرلندی STONEY قبلاً برای بار الکتریکی اولیه در سال 1891 پیشنهاد کرده بود. برای ذرات پرتوهای کاتدی که توسط تامسون بررسی شد، اصطلاح الکترون برای اولین بار در سال 1897 توسط فیزیکدان ایرلندی فیتزجرالد معرفی شد.
نکته جالبی را باید به طور گذرا ذکر کرد: جی جی تامسون الکترون ذره بنیادی را کشف کرد. 30 سال بعد پسرش GP THOMSON (1892-1975) همزمان با دیویسون و GERMER موفق شد. تداخل الکترون و بدین ترتیب کاراکتر موج را ثابت کنید. در سال 1937 به همراه دیویسون جایزه نوبل فیزیک را برای این کار دریافت کرد.

JJ THOMSON نیز کمک های ارزشمندی به توسعه این سیستم کرد فیزیک اتمی . بنابراین در سال 1903 او پیشنهادی توسط W. THOMSON (LORD KELVIN) در سال 1902 ارائه کرد. مدل اتمی به علاوه. در حالی که LORD KELVIN مدلی با بار مثبت به طور پیوسته توزیع شده در نظر گرفت که در آن الکترون‌های با بار منفی جاسازی شده‌اند، جی جی تامسون تلاش کرد ثابت کند که الکترون‌های اتم خود را در حلقه‌هایی در اطراف هسته قرار می‌دهند. توزیع پایدار الکترون ها باید برای هر عنصر وجود داشته باشد. این گام مهمی به سوی مدل اتمی رادرفورد بود.

جی جی تامسون در سال 1907 با تغییر مسیر موفق شد اشعه های کانال برای به دست آوردن سهمی های مختلف در میدان های الکتریکی، که می توانند به انواع مختلف اتم ها یا مولکول ها نسبت داده شوند. این اولین دلیلی بود که اتم های یک عنصر همه یکسان نیستند، یعنی ایزوتوپ ها وجود داشته باشد. تحقیقات بیشتر در مورد پرتوهای کانال، که او همراه با FW ASTON انجام داد، منجر به کشف ایزوتوپ‌های نئون گاز نجیب شد.