湯姆生與電子的發(fā)現(xiàn)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)




 

湯姆生與電子的發(fā)現(xiàn) 由物理網(wǎng)資料整理

1884年,劍橋大學卡文迪許實驗室主任瑞利因年老體衰而宣告辭職,他推薦年僅27歲的湯姆生做他的繼承人.盡管人們對此行動感到驚奇和不安,但是事實很快證明了這一決定是非常正確和明智的.人們隨即又贊楊起瑞利來了,說他具有識才的慧眼!

約瑟夫。約翰。湯姆生1856年12月18日生于英國曼徹斯特,父親是一個專印大學課本的著書商,由于職業(yè)的關(guān)系,他父親結(jié)識了曼徹斯特大學的一些教授。湯姆生從小就受到學者的影響,學習很認真,十四歲便函進入了曼徹斯特大學。在大學學習期間,他受到了司徒華教授的精心指導,加上他自已的刻苦鉆研,學業(yè)提高很快。

1876年,即二十一歲時,他被報送進了劍橋大學三一學院深造,1880年他參加了劍橋大學的學位考試,以第二名的優(yōu)異成績?nèi)〉脤W位,隨后被選為三一學院學員,兩年后又被任命為大學講師。他在數(shù)物理學方面具有很高修養(yǎng)的第一批成果是《論渦旋環(huán)的運動》和《論動力學在物理學和化學中的應用》

1884年,湯姆生在瑞利的推薦下,擔任了卡文迪許實驗室物理學教授。1897年湯姆生在研究稀薄氣全放電的實驗中,證明了電子的存在,轟動了整個物理學界。

我們在做稀薄氣體放電的實驗中,如果繼續(xù)抽出利害內(nèi)的空氣。在真空度較高的情況下接上高壓電源后,陰極就會發(fā)出一種射擊線來,它能使用權(quán)面對陰極的管壁發(fā)出錄色的熒光,這種射擊線被命名為“陰極射線”。陰極射線是由什么組成的?十九世紀末時,有的科學家說它是光波;有的科學家說它是由帶電的原子所驗成;有的則說是由帶陰電的微粒組成,眾主紛紜,一時得不公認的結(jié)論。英法的科學家和德國的科學家們對于陰極射擊線本質(zhì)的爭論,竟延續(xù)了二十多年。最后到1897年,湯姆生的出色實驗結(jié)果面前,真相才得以大白。

湯姆生的實驗過程是這樣的,他將一塊涂有硫化鋅的小玻璃片,放在陰極射線所經(jīng)過的路途上,看到硫化鋅會發(fā)閃光。這說明硫化鋅能顯示出陰極射線的“徑跡”。他發(fā)現(xiàn)在一般情況下,陰極射線是直線行進的,但當在射擊線管的外面加上電場,或用一塊蹄形磁鐵跨放在射線管的外面,結(jié)果發(fā) 現(xiàn)陰極躬一都發(fā)生了偏折。根據(jù)其偏折的方向,不難判斷出帶電的性質(zhì)。湯姆生在1897年得出結(jié)論:這些“射線”不是以太波,而是帶負電的物質(zhì)粒子。但他反問自已:“這些粒子是什么呢?它們是原子還是分子,還是處在更細的平衡狀態(tài)中的物質(zhì)?“這需要作更精細的實驗.當時還不知道比原子更小的東西,因此湯姆生假定這是一種被電離的原子,即帶負電的”離子“。他要測量出這種”離子“的質(zhì)量來,為此,他充計了一第列即簡單又巧妙的實驗:首先,單獨的電場或磁場都能使用權(quán)業(yè)子偏轉(zhuǎn),而磁場對粒子施加的力是與粒子的速度有關(guān)的。湯姆生對粒子同時施加一個電場和磁場,并調(diào)節(jié)到電場和磁場所造成的粒子的偏聽偏信轉(zhuǎn)互相抵消,即粒子仍作直線運動。這樣,從電場和磁場的強度比值就能算出粒子運動速度。而速度一量找到后,單靠磁偏轉(zhuǎn)或者電偏轉(zhuǎn)就可以測出粒了的電荷與質(zhì)的比值,湯姆生又在陰極身線管的末端,放一個刻度標尺的硫化鋅小屏,使陰極身坶的偏聽偏信折量可以在屏上讀出來。當所加的磁場強:離了解”的速成電量和速度一定時,離子的質(zhì)量越大,則偏折量反而越小。

湯姆生用這種方法來測定"微粒"電荷與質(zhì)量之比值.他發(fā)現(xiàn)這個比值和氣體的性質(zhì)無關(guān),并且它的值107比起電解質(zhì)中氫離子的值104這個以前已知的最大量要大得多.這說明這種粒子的質(zhì)量比氫原子的質(zhì)量要小得多.前者大約是后者的二千分之一.后來,美國的物理學家羅伯特.密立根在1913年到1917年考察了荷 電油滴在相反的靜電場和引力場之間的運動.精確地測出了新的結(jié)果:前者是后者的1836分之一.

湯姆生測得的結(jié)果肯定地證實了陰極射線是由電子組成的,人類首次用實驗證實了一種"基本粒子"----電子的存大."電子"這一名稱是由物理學家斯通尼在1891年采用的,原意是定出的一個電的基本單位的名稱,后來,這一詞被應用來表示湯姆生的"微粒".

自從發(fā)現(xiàn)電子以后,湯姆生就成為國際上知名的物理學者.在這之前,一般都認為原子是"不能分割的"的東西,湯姆生的實驗指出,原子是由許多部分組成的,這個實驗標志著科學的一個新時代.人們稱他是"一位最先打開通向基本粒子物理學大門的偉人".1905年,被任命為英國皇家學院的教授;1906年榮獲諾貝爾物理學獎;1916年任皇家學會主度;1919年被選為科學院外籍委員會首腦.他并沒有因此而停步不前,仍一如既往,兢兢業(yè)業(yè),繼續(xù)攀登科學的高峰.

湯姆生既是一位理論物理學家,又是一位實驗物理學家,他一生所做過的實駔,是無法計算的.正是通過反復的實駔,他測定了電子的確良荷質(zhì)比,發(fā)現(xiàn)了電子;雙在實驗中,創(chuàng)造了把質(zhì)量不同的原子分離開來的方法,為后人發(fā)現(xiàn)同位素,提供了有效的方法.

湯姆生在擔任卡文迪許實驗物理教授及實驗室主任的34年間,培培養(yǎng)了眾多的人才。在他的學生中,有九位獲得了諾貝爾獎金。湯姆生對自已的學生要求非常嚴格,他要求學生在開始做研究之前,必須學好所需要的實驗技術(shù)。進行研究所用的儀器全要自已動手制作。他認為大學應是培養(yǎng)會思考、有獨立工作能力的人才的場所,不是用“現(xiàn)成的機器”投影造成出“死的成品”的工廠。因此,他堅持不讓學生使用現(xiàn)成的儀器,他要求學生不僅是實驗的觀察者,更是做實驗的創(chuàng)造者。

湯姆生的著述很多。如《電與磁的現(xiàn)代研究》、電與磁數(shù)學基本理論》等。在他成名之后,好多國家邀他去講學,但他從不輕易應允。如美國著名的普林斯頓大學曾幾度請他去講學,最后他才答案應去講六個小時。他講授的內(nèi)容相當重要,對核物理有一定的價值。這足以說明他治學十分嚴謹,不講則已,講則要有新的創(chuàng)見。

1940年8月30日,湯姆生逝世于劍橋。他的骨灰被安葬在西敏寺的中央,與牛頓,達爾文、開爾文等偉大科學家的骨灰安放在一起。


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.simonabridal.com/gaozhong/721658.html

相關(guān)閱讀:巧解題、巧提速、巧成功??提升物理解題速度的捷徑!

闂傚倸鍊烽懗鍓佸垝椤栫偑鈧啴宕ㄧ€涙ê浜辨繝鐢靛Т閸婂绱撳鑸电厱妞ゆ劑鍊曢弸鏃堟煟濠靛棛鍩i柡宀嬬到铻栭柍褜鍓熼幃褎绻濋崶椋庣◤闂佸搫绋侀崢浠嬫偂閵夛妇绠鹃柟瀵稿仧閹冲懏銇勯敐鍛骇缂佺粯绻堥崺鈧い鎺嶇椤曢亶鏌℃径瀣仸妞ゃ儲绻堝娲箹閻愭彃濡ч梺鍛婂姀閺呮粌鈻撴禒瀣拺閻犲洤寮堕幑锝夋煙閾忣偅灏柨鏇樺灲閺屽棗顓奸崨顔锯偓顒勬煛婢跺﹦澧戦柛鏂块叄閵嗗懘寮婚妷锔惧幍闂佺粯鍨惰摫缁炬崘宕电槐鎺楊敊閼恒儱鏆楃紓浣介哺閹瑰洤鐣峰鈧崺鈩冩媴鏉炵増鍋呴梻鍌欐祰濡椼劑姊藉澶婄9婵犻潧顑囧畵渚€鎮楅敐搴℃灍闁稿浜濋妵鍕冀閵娧屾殹濡炪倖鏌ㄥú顓烆潖濞差亜宸濆┑鐘插閸n參姊洪幖鐐插闁稿鍔曢埥澶愭偨缁嬭法鍔﹀銈嗗笒鐎氼參鎮¢悢鍛婂弿婵☆垳鍘х敮鑸电箾閸涱喚鎳呯紒杈ㄥ笚濞煎繘濡歌閻eジ姊鸿ぐ鎺濇濠电偐鍋撴繝纰夌磿閸忔﹢寮崒鐐村仼閻忕偟枪娴滅偓銇勯弴妤€浜鹃梺璇″枛閸㈡煡鍩㈡惔銈囩杸闁圭虎鍨版禍鎯р攽閻樺疇澹樼痪鎯ь煼閺屻劌鈹戦崱姗嗘¥濡炪倐鏅濋崗姗€寮诲☉妯锋闁告鍋涢~鈺呮⒑鏉炴媽顔夐柡鍛█楠炲啰鎹勭悰鈩冾潔闂佸搫璇為崘鍓р偓杈╃磽閸屾艾鈧摜绮旈棃娴虫盯宕橀鑲╃枃闂佽宕橀褍顔忓┑鍥ヤ簻闁哄啫娲よ闁诲孩淇哄▍鏇犳崲濞戞埃鍋撳☉娆嬬細闁活厼顑呴湁婵犲ň鍋撶紒顔界懇瀹曟椽鍩€椤掍降浜滈柟鍝勬娴滈箖姊虹粙鍖″姛闁硅櫕鎹囬弫鍐閵堝懐顓煎銈嗘⒐閸庡啿鐣烽妷銉㈡斀闁绘劕寮堕ˉ婊勭箾鐎电ǹ鍘撮柟顖氳嫰閻f繈宕熼鍌氬箥缂傚倸鍊烽悞锕傛晪婵犳鍠栭崯鎵閹烘梹宕夐柧蹇涒偓娑氶┏缂傚倷绀侀惌鍌涚閸洖鏄ラ柛鏇ㄥ灠缁€鍐喐韫囨洜鐭嗛柍褜鍓熷铏规嫚閹绘帩鍔夌紓浣割儐鐢繝寮€n喗鈷戠紒瀣儥閸庡繒绱掓径濠傤暢闁告帗甯掗~婵嬵敄閻愬瓨銇濇い銏℃瀹曨亪宕橀鍕劒闂傚倸鍊风粈渚€骞栭锔藉亱闁糕剝鐟ч惌鎾绘倵濞戞鎴﹀矗韫囨稒鐓熼柡鍌氱仢閹垿鏌¢崪浣稿⒋闁诡喗锕㈤幃娆戞崉鏉炵増鐫忛梻浣藉吹閸犳劗鎹㈤崼銉ヨ摕闁绘梻鍘ч崙鐘炽亜閹扳晛鐏╁┑顔芥礀閳规垿鎮╅顫濠电偞鎸婚崺鍐磻閹炬惌娈介柣鎰皺鏁堥梺绯曟杹閸嬫挸顪冮妶鍡楃瑨閻庢凹鍓涢埀顒佽壘椤︻垶鈥︾捄銊﹀磯濞撴凹鍨伴崜杈╃磽閸屾氨袦闁稿鎹囧缁樻媴閻熼偊鍤嬬紓浣割儐閸ㄥ墎缂撴禒瀣睄闁稿本绮庨悾鑸电節閵忥絽鐓愰柛鏃€娲滅划濠氬Ψ閳哄倻鍘电紓浣割儏濞硷繝顢撳Δ浣典簻閹兼番鍨哄畷宀勬煛瀹€瀣М闁糕晪绻濆畷妤呮晝閳ь剛绱炴繝鍌滄殾闁挎繂鐗滃Σ濠氭⒑瀹曞洨甯涙俊顐㈠暙椤曪綁骞橀钘夆偓鐑芥煕韫囨挻鎲搁柣顓燁殜濮婃椽鎳¢妶鍛咃綁鏌涢弬鐐叉噹缁躲倕鈹戦崒婧撳湱绮婚弻銉︾厪闊洤顑呴埀顒佹礉缁绘岸姊绘担鍛靛綊寮甸鍕闁荤喐鍣村ú顏勎у璺侯儑閸樺崬鈹戦悙鍙夘棡闁告梹娲熼幃姗€鍩¢崒銈嗩啍闂佺粯鍔曞鍫曞窗濡皷鍋撳▓鍨灓闁轰礁顭烽妴浣肝旈崨顓狅紲濠电姴锕ら崯鎶筋敊婢舵劖鈷掑ù锝呮啞閹牓鏌eΔ鈧Λ婵婃闂佽顔栭崰姘舵儗閹剧粯鐓曢柨鏃囶嚙楠炴劙鏌涚€n偅灏い顐g箞椤㈡鎷呯憴鍕伆婵犵數濮撮惀澶愬Χ閸曨偅鍎撻梻浣筋嚃閸n噣宕抽敐澶堚偓浣肝熺悰鈩冩杸闁诲函缍嗛崑鍛存偩閸洘鈷掑ù锝呮啞閹牊銇勮閸嬫捇姊洪悷鏉挎闁瑰嚖鎷�/闂傚倷绀侀幖顐λ囬锕€鐤炬繝濠傛噺瀹曟煡鏌涢幇鍏哥凹闁稿繑绮撻弻銈囩矙鐠恒劋绮垫繛瀛樺殠閸婃牜鎹㈠┑瀣棃婵炴垶甯炲﹢鍛攽閻愭彃鎮戦柛鏃€鐟╁濠氭晲婢跺á鈺呮煏婢跺牆鍔村ù鐘层偢濮婃椽宕妷銉ょ捕濡炪倖娲﹂崣鍐春閳ь剚銇勯幒鍡椾壕濠电姭鍋撻柛妤冨亹閺嬪秹鏌曡箛瀣仾妞ゎ偅娲樼换婵嬫濞戞艾顤€闁诲孩纰嶅銊╁焵椤掑倹鍤€閻庢凹鍘奸…鍨熼悡搴g瓘濠电偛妯婃禍婵嬪煕閹寸偑浜滈柟鏉垮绾捐法绱掗幇顓燁棃闁哄本绋撻埀顒婄秵閸嬪棙鏅堕鍌滅<闁稿本绋戝ù顔筋殽閻愬弶顥㈢€殿喖鐖奸獮鎰償椤斿吋娅� bjb@jiyifa.com 濠电姷鏁搁崑鐐哄垂閸洖绠板Δ锝呭暙绾惧鏌熼幆褏鎽犻柛娆忕箻閺屾洟宕煎┑鎰ч梺鍝勬媼閸撶喖骞冨鈧幃娆戞崉鏉炵増鐫忔俊鐐€曠换妤佺椤掑倹顫曢柟鎯х摠婵挳鏌涘┑鍕姢妞ゆ柨顦靛铏圭磼濡粯鍎撶紓浣介哺濞茬喖宕洪埀顒併亜閹哄棗浜惧┑鐘亾闂侇剙绉寸壕鍧楁煙鐎电ǹ校妞ゎ偅娲樼换婵嬫濞戝崬鍓伴柣搴㈣壘椤︿即濡甸崟顖氱闁瑰瓨绺鹃崑鎾诲及韫囧姹楅梺鍝勮閸庢煡宕愰崼鏇犲彄闁搞儯鍔嶇亸鐗堛亜閵壯冣枅闁哄矉绲介埞鎴﹀炊閳哄倸鍨遍柣搴ゎ潐濞叉ê顫濋妸鈺佺闁绘ǹ顕х粻鐢告煙閻戞ɑ鐓i柟顕嗙秮濮婂宕掑顑藉亾閸濄儮鍋撳銉ュ鐎规洘鍔欓獮瀣晝閳ь剟鎮為崹顐犱簻闁圭儤鍩婇弨濠氭倵濮樼偓瀚�