يُعد العالم طومسون، المعروف بأنه أفاد البشرية من خلال اختراعاته وإنجازاته العديدة، أحد أشهر علماء الفيزياء الإنجليز.
قدم للعالم العديد من الاكتشافات العلمية في هذا المجال، يستحق من أجلها العديد من الأوسمة والجوائز، ومن أهم هذه الاكتشافات اكتشافه الإلكتروني. .
العالم طومسون
وُلد العالم عام 1856 في إنجلترا، المملكة المتحدة، ودرس في كلية ترينيتي بجامعة كامبريدج.
ونتيجة لتميزه في الدراسات، كان مسؤولاً عن معمل الجامعة، وبالتالي أتيحت له الفرصة لإجراء العديد من التجارب التي تُعزى إلى إنجازاته العلمية.
نتيجة لجهوده في الفيزياء، استحق جائزة نوبل في هذا المجال عام 1906، كما حصل على العديد من الجوائز من جهات علمية مختلفة، قبل وفاته عام 1940.
انظر أيضًا: كيف تم اكتشاف المغناطيس
عالم طومسون واكتشاف الإلكترون
اكتشف العالم طومسون ما يسمى بأشعة الكاثود في أوائل القرن التاسع عشر، ووصل إلى نسبة كتلة الأجسام عن طريق قياس انحراف الأشعة عن المجال المغناطيسي.
كان قادرًا على وضع لوحين كهربائيين بشكل انعكاسي للتحقق من خصائص الجسيمات.
ثم لاحظ انحراف أشعة الكاثود عن صفيحة القطب ذات الشحنات السالبة، بينما كانت الأشعة موجهة في اتجاه الأجسام ذات الشحنات الموجبة.
من خلال هذه التجربة، خلص إلى أن الكاثود يتكون من العديد من الجسيمات ذات الشحنة السالبة.
ثم قام طومسون بتطبيق مجال مغناطيسي على الأطراف ولاحظ الانحراف الكامل لأشعة الكاثود عن المغناطيس.
هنا قرر استخدام نوع من المعدن في القطب، ولاحظ ثبات وبقاء أشعة الكاثود وعدم انحرافها عن المجال المغناطيسي.
ثم استخدم الأنبوب الذي يحتوي على أشعة الكاثود.
اختراع طومسون لأنبوب الكاثود
اخترع العالم طوسون أنبوب الكاثود الذي حصل من خلاله على النتائج السابقة، ومكوناته كالتالي:
- أنبوب زجاجي بدون تهوية.
- مولد مهمته قيادة الإلكترونات الناتجة عن الإشعاع الإلكتروني.
- تنبعث الملفات الحارقة من مجال كهرومغناطيسي منخفض التردد بطريقة تضبط اتجاه الحزمة الكهرومغناطيسية حسب الحاجة.
- الأنود هو الاسم الذي يطلق على القطب السالب.
- الكاثود هو الاسم الذي يطلق على القطب الموجب.
- تبعث شاشة الفلورسنت المغطاة ضوءًا شديدًا عندما تصطدم بإلكترون.
اقرأ أيضًا: من هو العالم الذي اكتشف الإلكترون وكيف تم ذلك؟
ما هو الإلكترون؟
الإلكترون هو الاسم الذي أطلقه طومسون في عام 1891 على أصغر جسيم للكهرباء.
أهمية اكتشاف الإلكترون
كان لاكتشاف طومسون للإلكترون أهمية كبيرة على النحو التالي:
- الوصول إلى اكتشاف التركيب الذري الذي ساعد على تنفيذ العمليات التكنولوجية بشكل أسرع.
- استفد من هذا الاكتشاف في تطوير التلغراف اللاسلكي والراديو.
- ساهم في اختراع التليفزيون مما أدى إلى اختراع الرادار.
ما هو نموذج طومسون الذري؟
نموذج طومسون الذري، أو ما يسمى بنظرية الحلوى، هو نموذج طوره طومسون في عام 1904.
تنص نظريته على أن الذرة عبارة عن بكرة ذات مجال موجب الشحنة، وأن القوى الكهروستاتيكية تحل محل الأجسام السالبة الشحنة للذرة.
لذلك، توصف الذرة بشحنتها المحايدة، وهو النموذج الذي تعتمد عليه جميع النماذج الذرية التي ظهرت لاحقًا.
أهمية نموذج طومسون الذري
ساهم نموذج طومسون الذري في العديد من الاكتشافات الأخرى المتعلقة بالأجسام الذرية والشحنات الكهربائية ودراستها بشكل أفضل.
يعود الفضل إليه في اكتشاف النظائر وتطوير قياس الطيف الكتلي من خلال تجاربه مع المواد الموجبة الشحنة.
لقد لعبت دورًا رئيسيًا في تطوير الفيزياء والاكتشافات اللاحقة في هذا المجال.
مساهمات طومسون في الفيزياء
من أهم إنجازات طومسون في الفيزياء ما يلي:
- نشر عدة ملاحظات عن تجاربه في الكهرباء والمجالات المغناطيسية عام 1886.
- ساهم مع مجموعة من الكتاب المتخصصين في الفيزياء في نشر كتاب الفيزياء خاصة بعد تعاونه مع البروفيسور جون هنري.
- صدرت الطبعة الخامسة من كتابه في الرياضيات عام 1985، ونُشر لأول مرة عام 1921.
الجوائز التي نالها طومسون
استطاع جوزيف طومسون الفوز بالعديد من الجوائز كان من أهمها جائزة آدمز التي حصل عليها عام 1884 نتيجة لأبحاثه في مجال الذرة، بالإضافة إلى الجوائز التالية:
- حصل على وسام الاستحقاق عام 1908 ومُنح وسام فارس.
- انتخب عضوا في الجمعية الملكية عام 1884 وتولى رئاسة الجمعية من 1916-1920.
- حصل على ميدالية هودجكنز الأمريكية عام 1902 لجهوده في الفيزياء.
- حصل على جائزتي سكوت وفرانكلين في عام 1923، وهما من أهم الجوائز العلمية.
- حصل على وسام ماسكارت في فرنسا عام 1927.
- انتخب لقيادة الجامعة البريطانية عام 1901، وحصل على الدكتوراه الفخرية من جامعة دبلن، كولومبيا، فيكتوريا، أكسفورد، كامبريدج، لندن.
انظر هنا: كيف اكتشف طومسون الإلكترون
يعتبر العالم طومسون من أهم علماء عصره، وقد برع اسمه في التاريخ الحديث كأحد أهم الفيزيائيين الذين لعبوا دورًا رئيسيًا في التطورات الأخيرة في هذا المجال.
وقد استفاد العلماء الذين تبعوه من هذه الأبحاث وأكملوها، وأصبحت الأساس الذي اعتمدوا عليه لتحقيق العديد من الإنجازات والاكتشافات العلمية الجديدة.