Pada tahun 1897, fisikawan Inggris Joseph John Thomson (1856-1940) menemukan elektron setelah serangkaian percobaan yang bertujuan mempelajari sifat pelepasan listrik dalam ruang hampa. Ilmuwan terkenal menafsirkan defleksi pancaran pelat dan magnet bermuatan listrik sebagai bukti bahwa elektron jauh lebih kecil daripada atom.
Fisikawan dan ilmuwan hebat seharusnya menjadi insinyur
Thomson Joseph John, seorang ilmuwan, fisikawan, dan mentor hebat, akan menjadi seorang insinyur, seperti yang dipikirkan ayahnya, tetapi pada saat itu keluarganya tidak memiliki sarana untuk membiayai pendidikan. Sebaliknya, Thomson muda kuliah di Macester dan kemudian di Cambridge. Pada tahun 1884 dia diangkat ke jabatan bergengsi Profesor Fisika Eksperimental di Cambridge, meskipun dia secara pribadi melakukan sangat sedikit pekerjaan eksperimental. Dia menemukan bakatnya untuk mengembangkan perangkat keras dan mendiagnosis masalah terkait. Thomson Joseph John adalah guru yang baik, menginspirasi murid-muridnya dan memberiperhatian yang cukup besar terhadap masalah luas pengembangan ilmu pengajaran di universitas dan sekolah menengah.
Peraih Nobel
Thomson menerima banyak penghargaan yang berbeda, termasuk Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1906. Dia juga sangat senang melihat beberapa rekannya menerima Hadiah Nobel mereka, termasuk Rutherford dalam bidang kimia pada tahun 1908. Sejumlah ilmuwan seperti William Prout dan Norman Lockyer telah menyarankan bahwa atom bukanlah partikel terkecil di alam semesta dan bahwa mereka dibangun dari unit yang lebih mendasar.
Penemuan elektron (secara singkat)
Pada tahun 1897, Thompson mengusulkan bahwa salah satu unit dasar adalah 1.000 kali lebih kecil dari atom, partikel subatomik ini dikenal sebagai elektron. Ilmuwan menemukan ini melalui penelitiannya tentang sifat-sifat sinar katoda. Dia memperkirakan massa sinar katoda dengan mengukur panas yang dihasilkan ketika sinar transisi termal mengenai dan membandingkannya dengan defleksi magnetik balok. Eksperimennya menunjukkan tidak hanya bahwa sinar katoda 1000 kali lebih ringan dari atom hidrogen, tetapi juga massanya sama terlepas dari jenis atomnya. Ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa sinar terdiri dari partikel bermuatan negatif yang sangat ringan, yang merupakan bahan bangunan universal untuk atom. Dia menyebut partikel ini "sel darah", tetapi para ilmuwan kemudian lebih suka nama "elektron", yang diusulkan oleh George Johnston Stoney pada tahun 1891.
Eksperimen Thompson
Membandingkan pembelokan berkas katoda dengan medan listrik dan magnet, fisikawan memperoleh pengukuran muatan dan massa elektron yang lebih andal. Eksperimen Thomson dilakukan di dalam tabung sinar katoda khusus. Pada tahun 1904, ia berhipotesis bahwa model atom adalah bola materi positif di mana posisi partikel ditentukan oleh gaya elektrostatik. Untuk menjelaskan muatan atom yang umumnya netral, Thompson menyarankan agar sel-sel terdistribusi dalam medan muatan positif yang seragam. Penemuan elektron memungkinkan untuk percaya bahwa atom dapat dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil lagi, dan merupakan langkah pertama menuju pembuatan model atom yang terperinci.
Riwayat penemuan
Joseph John Thomson dikenal luas sebagai penemu elektron. Untuk sebagian besar karirnya, profesor telah bekerja pada berbagai aspek konduksi listrik melalui gas. Pada tahun 1897 (tahun penemuan elektron), ia secara eksperimental membuktikan bahwa apa yang disebut sinar katoda sebenarnya adalah partikel bermuatan negatif yang bergerak.
Banyak pertanyaan menarik terkait langsung dengan proses pembukaan. Jelas bahwa karakterisasi sinar katoda mendahului Thomson, dan beberapa ilmuwan telah memberikan kontribusi penting. Dapatkah kita kemudian mengatakan dengan pasti bahwa Thomson-lah yang pertama kali menemukan elektron? Lagi pula, dia tidak menemukan tabung vakum atau keberadaan sinar katoda. Penemuan elektron adalah proses kumulatif murni. Perintis yang dikreditkan berkontribusi paling pentingkontribusi, meringkas dan mensistematisasikan semua pengalaman yang terkumpul di hadapannya.
Tabung sinar katoda Thomson
Penemuan besar elektron dilakukan dengan peralatan khusus dan dalam kondisi tertentu. Thomson melakukan serangkaian percobaan menggunakan tabung sinar katoda yang rumit, yang mencakup dua pelat, balok seharusnya bergerak di antara keduanya. Kontroversi lama mengenai sifat sinar katoda, yang muncul ketika arus listrik melewati bejana yang sebagian besar udaranya telah dievakuasi, telah dihentikan.
Kapal ini adalah tabung sinar katoda. Dengan menggunakan metode vakum yang ditingkatkan, Thomson mampu membuat argumen yang meyakinkan bahwa balok-balok ini terdiri dari partikel, terlepas dari jenis gas dan jenis logam yang digunakan sebagai konduktor. Thomson berhak disebut sebagai orang yang membelah atom.
Pertapa ilmiah? Ini bukan tentang Thomson
Fisikawan terkemuka pada masanya sama sekali bukanlah seorang pertapa ilmiah, seperti yang sering dipikirkan oleh para ilmuwan brilian. Dia adalah kepala administrasi Laboratorium Cavendish yang sangat sukses. Di sanalah ilmuwan bertemu Rose Elizabeth Paget, yang dinikahinya pada tahun 1890.
Thomson tidak hanya mengelola sejumlah proyek penelitian, ia juga mendanai renovasi fasilitas laboratorium dengan sedikit dukungan dari universitas dan perguruan tinggi. Itu berbakatguru. Orang-orang yang dia kumpulkan di sekelilingnya dari tahun 1895 hingga 1914 datang dari seluruh dunia. Beberapa dari mereka memenangkan tujuh Hadiah Nobel di bawahnya.
Saat bekerja dengan Thomson di Laboratorium Cavendish pada tahun 1910, Ernest Rutherford melakukan penelitian yang mengarah pada pemahaman modern tentang struktur internal atom.
Thomson mengambil pengajarannya dengan sangat serius: dia secara teratur mengajar di kelas dasar di pagi hari dan mengajar sains untuk mahasiswa pascasarjana di sore hari. Ilmuwan menganggap doktrin itu berguna bagi peneliti, karena memerlukan revisi secara berkala ide-ide dasar dan pada saat yang sama meninggalkan ruang untuk kemungkinan menemukan sesuatu yang baru yang belum pernah diperhatikan sebelumnya. Sejarah penemuan elektron dengan jelas menegaskan hal ini. Thompson mengabdikan sebagian besar aktivitas ilmiahnya untuk mempelajari lintasan partikel arus bermuatan listrik melalui gas yang dijernihkan dan ruang hampa udara. Dia terlibat dalam studi katoda dan sinar-X dan memberikan kontribusi besar untuk studi fisika atom. Selain itu, Thomson juga mengembangkan teori gerak elektron dalam medan magnet dan listrik.
