O debate sobre quem descobriu o elétron não diminuiu até agora. No papel do descobridor da partícula elementar, além de Joseph Thomson, alguns historiadores da ciência veem Hendrik Lorentz e Peter Zeeman, outros - Emil Wiechert, outros ainda - Philip Lenard. Então, quem é o cientista que descobriu o elétron?
Atom significa indivisível
O conceito de "átomo" foi introduzido em uso pelos filósofos. O antigo pensador grego Leucippus no século 5 aC. e. sugeriu que tudo no mundo é feito de partículas minúsculas. Seu aluno - Demócrito, os chamou de átomos. Segundo o filósofo, os átomos são os "tijolos" do universo, indivisíveis e eternos. As propriedades das substâncias dependem de sua forma e estrutura externa: os átomos de água corrente são lisos, os de metal têm dentes de perfil que dão dureza ao corpo.
O notável cientista russo M. V. Lomonosov, o fundador da teoria atômico-molecular, acreditava que na composição de substâncias simples, os corpúsculos (moléculas) são formados por um tipo de átomos, complexos - por diferentes tipos.
Químico autodidata John D alton (Manchester) em 1803, contando comdados experimentais e, tomando a massa dos átomos de hidrogênio como unidade convencional, estabeleceu as massas atômicas relativas de alguns elementos. A teoria atomística do inglês foi de grande importância para o desenvolvimento posterior da química e da física.
Quem descobriu o elétron?
No início do século 20, uma série de dados experimentais foram acumulados, comprovando a complexidade da estrutura do átomo. Estes incluem o fenômeno do efeito fotoelétrico (G. Hertz, A. Stoletov 1887), a descoberta do cátodo (Yu. Plyukker, V. Kruks, 1870) e raios-X (V. Roentgen, 1895) raios, radioatividade (A. Becquerel, 1896).
Os cientistas que trabalharam com raios catódicos dividiram-se em dois campos: uns assumiram a natureza ondulatória do fenômeno, outros - corpusculares. Resultados tangíveis foram alcançados pelo professor da Escola Normal Superior (Lille, França) Jean Baptiste Peren. Em 1895, ele mostrou através de experimentos que os raios catódicos são um fluxo de partículas carregadas negativamente. Talvez Peren seja o físico que descobriu o elétron?
À beira de grandes coisas
O físico e matemático George Stoney (Royal Irish University, Dublin) em 1874 expressou uma suposição sobre a discrição da eletricidade. Em que ano e por quem o elétron foi descoberto? No decorrer do trabalho experimental sobre eletrólise, foi D. Stoney quem determinou o valor da carga elétrica mínima (no entanto, o resultado obtido (10-20 C) foi 16 vezes menor que o real). Em 1891, um cientista irlandês chamou a unidade de carga elétrica elementar de "elétron" (do grego antigo"âmbar").
Um ano depois, Hendrik Lawrence (Universidade de Leiden, Holanda) formulou as principais disposições de sua teoria eletrônica, segundo a qual a estrutura de qualquer substância é baseada em cargas elétricas discretas. Esses cientistas não são considerados os descobridores da partícula, mas suas pesquisas teóricas e práticas se tornaram uma base confiável para a futura descoberta de Thomson.
Entusiasta Implacável
Na questão de quem e quando descobriu o elétron, as enciclopédias dão uma resposta clara e inequívoca - Joseph John Thomson em 1897. Então, qual é o mérito do físico inglês?
O pai do futuro presidente da Royal Society de Londres era livreiro e desde a infância incutiu em seu filho o amor pela palavra impressa e o desejo por novos conhecimentos. Depois de se formar no Owens College (desde 1903 - Universidade de Manchester) e na Universidade de Cambridge em 1880, o jovem matemático Joseph Thomson ingressou no Laboratório Cavendish. Os estudos experimentais cativaram completamente o jovem cientista. Os colegas notaram sua infatigabilidade, determinação e extraordinário entusiasmo pelo trabalho prático.
Em 1884, aos 28 anos, Thomson foi nomeado Diretor do Laboratório, sucedendo Lord C. Rayleigh. Sob a liderança de Thomson, o laboratório nos próximos 35 anos se tornou um dos maiores centros da física mundial. E. Rutherford, N. Bohr, P. Langevin começaram sua jornada a partir daqui.
Atenção aos detalhes
Thomson começou seu trabalho no estudo dos raios catódicos verificando experimentosseus antecessores. Para muitos experimentos, equipamentos especiais foram feitos de acordo com os desenhos pessoais do diretor do laboratório. Tendo recebido a confirmação qualitativa dos experimentos, Thomson não pensou em parar por aí. Ele viu sua principal tarefa na determinação quantitativa exata da natureza dos raios e suas partículas constituintes.
O novo tubo, projetado para os seguintes experimentos, incluía não apenas o cátodo usual e eletrodos aceleradores (na forma de placas e anéis) com uma tensão defletora. O fluxo de corpúsculos foi direcionado para uma tela coberta com uma fina camada de matéria que brilhava quando as partículas atingiam. O fluxo deveria ser controlado pelo efeito combinado de campos elétricos e magnéticos.
Partes de um átomo
É difícil ser pioneiro. É ainda mais difícil defender as próprias convicções, que contrariam os conceitos estabelecidos há milênios. A fé em si mesmo, em sua equipe, fez de Thomson a pessoa que descobriu o elétron.
Experience deu resultados impressionantes. A massa das partículas acabou sendo 2 mil vezes menor que a dos íons de hidrogênio. A razão entre a carga de um corpúsculo e sua massa não depende da vazão, das propriedades do material do cátodo ou da natureza do meio gasoso no qual ocorre a descarga. Foi sugerida uma conclusão que contradizia todos os fundamentos: os corpúsculos são partículas universais de matéria na composição de um átomo. Vez após vez, Thomson verificava diligente e cuidadosamente os resultados de experimentos e cálculos. Quando não restaram dúvidas, foi feito um relatório sobre a natureza dos raios catódicos à Royal Society de Londres. Na primavera de 1897, o átomodeixou de ser indivisível. Em 1906, Joseph Thomson recebeu o Prêmio Nobel de Física.
Desconhecido Johann Wiechert
O nome de Johann Emil Wiechert, professor de geofísica em Köningsbör e depois na Universidade de Göttingen, pesquisador da sismografia do nosso planeta, é mais conhecido nos círculos profissionais de geólogos e geógrafos. Mas ele também é familiar para os físicos. Esta é a única pessoa que a ciência oficial, juntamente com Thomson, reconhece como o descobridor do elétron. E para ser absolutamente preciso, o trabalho que descreve os experimentos e cálculos de Wiechert foi publicado em janeiro de 1897 - quatro meses antes do relatório do inglês. Quem descobriu o elétron já foi historicamente decidido, mas o fato permanece.
Para referência: Thomson não usou o termo "elétron" em nenhum de seus trabalhos. Ele usou o nome "corpúsculos".
Quem descobriu o próton, o nêutron e o elétron?
Após a descoberta da primeira partícula elementar, começaram a ser feitas suposições sobre a possível estrutura do átomo. Um dos primeiros modelos foi proposto pelo próprio Thomson. Um átomo, diz ele, é como um pedaço de pudim de passas: partículas negativas são incorporadas em um corpo carregado positivamente.
Em 1911, Ernest Rutherford (Nova Zelândia, Grã-Bretanha) sugeriu que o modelo do átomo tem uma estrutura planetária. Dois anos depois, ele apresentou uma hipótese sobre a existência de uma partícula carregada positivamente no núcleo de um átomo e, obtendo-a experimentalmente, chamou-a de próton. Ele também previu a presença no núcleo de uma partícula neutra com a massa de um próton (o nêutron foi descoberto em 1932 pelo cientista inglês J. Chadwick). Em 1918, Joseph Thomson entregou a gestão do laboratório a Ernest Rutherford.
É necessário dizer que a descoberta do elétron nos permitiu um novo olhar sobre as propriedades elétricas, magnéticas e ópticas da matéria. É difícil superestimar o papel de Thomson e seus seguidores no desenvolvimento da física atômica e nuclear.
