汤姆生发现了电子 汤姆生发现了电子说明了什么

vbhYIYTMK89032024-04-05 19:02:55

一、电子是汤姆生发现的吗

是汤姆森发现的

电子是在1897年由剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·约翰·汤姆森在研究阴极射线时发现的。

1897年,英国剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·约翰·汤姆森重做了赫兹的实验。使用真空度更高的真空管和更强的电场,他观察出负极射线的偏转,并计算出负级射线粒子(电子)的质量-电荷比例,因此获得了1906年的诺贝尔物理学奖。

汤姆逊采用1891年乔治·斯托尼所起的名字——电子来称呼这种粒子。至此,电子作为人类发现的第一个亚原子粒子和打开原子世界的大门被汤姆逊发现了。

扩展资料

物理学家现在已经证明可以通过电学手段控制磁性半导体中的磁性,为新型自旋电子器件铺平了道路。半导体是信息处理技术的核心,以晶体管的形式,半导体充当电荷的开关,允许在二进制状态0和1之间切换。

另一方面,磁性材料是信息存储设备的重要部件。研究利用电子的自旋自由度来实现记忆功能。磁性半导体是一类独特的材料,可以同时控制电荷和自旋,有可能在单一平台上实现信息处理和存储操作。

二、约瑟夫·汤姆生如何发现电子

汤姆生(1856~1940)汤姆生,英国物理学家,出生于英格兰曼彻斯特。

1880年他毕业于剑桥大学三一学院。1918年他任三一学院的院长,后辞去卡文迪许实验室教授职务,任名誉教授,继续在卡文迪许实验室工作,并指导青年研究生。

汤姆生在气体放电方面进行过不少研究。1897年,通过对阴极射线的研究,他测定了电子的荷质比(电荷e/质量m),从实验中发现了电子的存在,这是汤姆生在科学上的最大贡献。后来他又发现电子的许多性质,指出电子既像气体中的导电体,又像原子中的组分。1912年,他通过对某些元素的极隧射线研究,指出存在同位素。汤姆生由于在物理学方面有重大贡献,于1906年获诺贝尔物理学奖。人类对基本粒子的认识可以追溯到2400多年前。从古希腊的“原子论”到近代道尔顿的“新原子论”,都认为原子是构成物质的最小单位,是永恒不变而且不可分割的。千百年来,人们对此深信不疑。

然而,1879年,英国物理学家约瑟夫·汤姆生却发现了比原子更小的单位——电子。这一石破天惊的发现,打开了人类通往原子科学的大门,标志着人类对物质结构的认识进入了一个新的阶段。

在汤姆生发现电子之前,物理学家们在研究真空放电现象时发现了阴极射线。当时,对于阴极射线的本质是“光波”还是“微粒”,科学界展开了激烈的争论。20多年之后,汤姆生以其杰出的实验令人信服地表明阴极射线是带负电的微粒。因为它在真空管中产生了偏移,被负极板排斥,为正极板所吸引。

1879年,汤姆生在皇家学会讲演中,介绍了他的实验背景。

首先,汤姆生认为“在气体中的电荷载体一定比普通的原子或分子要小”,因为它们比起原子或分子来更容易且更多地穿过气体。

其次,汤姆生认为“放电管中不管用什么气体,而电荷载体却都是一样的”。这一点也为事实所证明,不论真空管里是什么气体,射线在标准磁场作用下产生的偏移是一样的。

根据这些假说,汤姆生大胆推测,阴极射线中的电荷载体是一种普通的物质成分,它比元素原子还要小。

同年,汤姆生创造性地设计了一个杰出的实验。这项实验包括一个阴极作为射线源,两个金属栓带缝隙,以便产生良好的射线来。然后,通过保险丝连接玻璃管和两个金属板以及电池,使两板之间形成电场,并在玻璃管的圆球形一端产生阴极射线冲击的闪光。

实验的核心是测出了阴极射线的电荷与质量的比值(后来被称为电子的“荷质比”)。他所得到的数值比法拉第所测的最轻原子的荷质比大2000倍。这就一举结束了长达20多年的对阴极射线本质的争论,并合理地做出假说:存在着比元素原子还要小的一种物质状态。

汤姆生将这种带负电的阴极射线粒子称为“原始原子”,它的质量仅为氢离子质量的千分之一。

后来的物理学成果证明,汤姆生关于“比原子小”的“原始原子”的假说是对的。另一位著名的物理学家卢瑟福对此做了更科学具体的阐述,他用“核化原子”来解释,正电荷集中在原子的中心,形成沉重的原子核,而电子则环绕着它沿轨道旋转。最后,根据斯托尼的建议,将汤姆生发现的“物质的原始电子”普遍称做“电子”。

电子的发现,打开了现代物理学研究领域的大门,标志着人类对物质结构的认识进入了一个新的阶段。这不仅是物理学发展史上的一项划时代的重大发现,而且还具有极其深远的哲学意义。

电子的发现,使汤姆生获得了1906年度诺贝尔物理学奖。

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三、汤姆生发现了电子说明了什么

汤姆生发现了电子说明了原子是可分的。

约瑟夫·约翰·汤姆逊以其对电子和同位素的实验著称。他是第三任卡文迪许实验室主任。一幅他正在研究阴极射线管的肖像挂在实验室的麦克斯韦讲演厅里。看上去,他不善于具体操作,但对仪器工作原理的理解却是非常敏捷的。

J.J.汤姆逊听过一些麦克斯韦的讲课,而且正是在作为卡文迪许教授的麦克斯韦的继任者瑞利勋爵的指导下,汤姆逊完成了几篇理论性论文,1884年,瑞利按照他原来的许诺(只担任五年)辞去了卡文迪许教授职务。汤姆逊申请这个职位,他述说:“没有认真考虑过这项工作和所要负的责任”就申请了。他只有28岁,没有想到会当选,但出乎他的意料,他当选了。这些选举人要么非常走运要么是非常有远见的。汤姆逊说:“我觉得自己像一个钓鱼的人,用一只轻巧的钓鱼具,在一个意想不到的地方抛出了一线钓丝,钓到了一条鱼,这条鱼太重而使这个钓鱼的人不能把它吊到岸上来。我觉得接替一位像瑞利勋爵这样享有盛名的人是困难的。”值得注意的是,他不提麦克斯韦,虽然在另外的地方汤姆逊谈到了关于第一任卡文迪许教授的委任(1871年2月):

在1897年,汤姆逊证实了阴极射线的微粒性,测量了粒子的速度和荷质比。汤姆逊在他的实验中使用的二个管子,射线从管中左边的阴极A发出,通过阳极B的一条缝进入第二个管子,可以用一磁铁使射线偏转而进入一种法拉第笼。收集到的电荷是负的。因此证明了阴极射线是带负电的粒子。类似的实验已被J佩兰在法国做过。在一个第二种类型的管子中,C所产生的阴极射线穿过接地的缝A和B,形成了一束狭窄的射线直射到管子的另一端。射线击中管子的电灯泡状端面的地方会有一小块磷光亮斑显现出来。

四、汤姆生发现了什么

汤姆生发现了电子。

19世纪末,英国物理学家汤姆生发现了比原子小得多的带负电荷的粒子:电子,从而揭示了原子是有结构的。

汤姆生通过测定阴极射线的电性实验,测得阴极射线中含有带负电的粒子,然后通过带电粒子在磁场或电场中的运动实验测定阴极射线中负粒子的比荷的大小从而推理得到阴极射线中粒子是电子。

汤姆生的经历

1905年,他被任命为英国皇家学院的教授。

1906年荣获诺贝尔物理学奖。

1916年任皇家学会主席。

1919年被选为科学院外籍委员会首脑。汤姆生在担任卡文迪许实验物理教授及实验室主任的34年,桃李满天下。

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