Большая Советская энциклопедия

    Томсон (Thomson) Джозеф Джон (18.12.1856, Читем-Хилл, близ Манчестера, ‒ 30.8.1940, Кембридж), английский физик, член Лондонского королевского общества (с 1884, в 1915‒20 ‒ президент). Окончил Оуэнс-колледж в Манчестере (1876) и Тринити-колледж Кембриджского университета (1880; в 1882‒84 лектор, с 1918 руководитель этого колледжа). В 1884‒1919 профессор Кембриджского университета и руководитель Кавендишской лаборатории; одновременно в 1905‒18 профессор Королевского института в Лондоне. Ранние работы Т. посвящены вычислению электромагнитного поля движущегося заряженного шара, теории вихрей, прецизионному измерению отношения абсолютных электрических единиц к электромагнитным. Занимаясь изучением газового разряда, Т. совместно с сотрудниками выполнил серию классических работ, приведших его к открытию электрона (впервые измерил отношение заряда электрона к массе, 1897; Нобелевская премия, 1906). Т. дал объяснение непрерывного спектра рентгеновского излучения, установил природу положительных ионов, предложил первую модель строения атома (см. Атомная физика). В 1911 Т. разработал так называемый метод парабол для измерения отношения заряда частицы к её массе, который сыграл большую роль в исследовании изотопов.

    Большое значение имела научно-организационная деятельность Т. Возглавляемая им Кавендишская лаборатория превратилась в ведущий научно-исследовательский физический центр, в котором под его руководством работали крупнейшие английские физики (Э. Резерфорд, Ч. Вильсон, Ф. У. Астон, У. Ричардсон и др.). Будучи убеждённым сторонником классической физики, Т. придерживался гипотезы эфира.

    Соч.: The discharge of electricity through gases, L., 1898; Recollections and reflections, L., 1936; в рус. пер. ‒ Начала математической теории электричества и магнетизма, СПБ, 1901; Корпускулярная теория вещества, [Од.], 1910; Материя, энергия и эфир, СПБ, 1911; Электричество и материя, М.‒Л., 1928; Электрон в химии, М.‒ Л., 1927.

    Лит.: Гнедина Т. Е., Открытие Джи-Джи (Томсон), [М., 1973]; Thomson G. P., J. J. Thomson, discoverer of the electron, N. Y.,[1966]; его же, J. J. Thomson and the Cavendish laboratory in his day, [L.-Edinburgh, 1964]; LordRayleigh: The life of Sir J. J. Thomson, Camb., 1943.

    И. Д. Рожанский.

  1. Источник: Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.



  2. Энциклопедия Кольера

    (Thomson, Joseph John)

    (1856-1940), английский физик, удостоенный Нобелевской премии по физике 1906 за работы, которые привели к открытию электрона. Родился 18 декабря 1856 в пригороде Манчестера Читем-Хилле. В возрасте 14 лет поступил в Оуэнс-колледж (впоследствии Манчестерский университет), продолжил образование в Тринити-колледже Кембриджского университета. В 1882-1884 - лектор этого колледжа, с 1918 до конца жизни - его директор. В 1884-1919 Томсон - профессор Кембриджского университета и одновременно руководитель Кавендишской лаборатории; в 1905-1918 - профессор Королевского института в Лондоне. Наибольшую известность Томсону принесли его работы, связанные с открытием электрона: в 1897, исследуя отклонение катодных лучей в магнитном и электрическом полях, он обнаружил, что эти лучи представляют собой поток отрицательно заряженных частиц. Томсон измерил отношение заряда частиц к массе и показал, что они в 1837 раз легче атома водорода. В 1899 обнаружил электроны в фототоке, наблюдал эффект термоэлектронной эмиссии. Изучал особенности электрического разряда в газах, дал объяснение непрерывного спектра рентгеновского излучения. Томсон - один из основоположников электронной теории металлов (1900). Им получено выражение для эффективного сечения рассеяния электромагнитных волн свободными электронами (формула Томсона). В 1903 построил одну из первых моделей атома, предположив, что атом - это положительно заряженная сфера с вкрапленными в нее электронами. В 1904 высказал идею о том, что электроны в атоме образуют различные конфигурации, обусловливающие периодичность химических элементов; тем самым Томсон попытался установить связь между электронной структурой атома и его химическими свойствами. Начиная с 1905 Томсон приступил к детальному экспериментальному исследованию т.н. "каналовых" лучей - быстро движущихся частиц, образующихся за катодом газоразрядной трубки, в котором проделано отверстие. Отклоняя эти лучи в электрическом и магнитном полях, он разложил их на компоненты, число и свойства которых зависели от состава газа в трубке. Эта работа послужила основой масс-спектрометрии. В 1911 Томсон разработал метод парабол для измерения отношения массы частицы к ее заряду, что имело важное значение для исследования изотопов. Получил в 1912 первые данные о существовании изотопов: обнаружил атомы неона с массой 20 и 22. Большое значение имела не только научная, но и организационная деятельность Томсона. Кавендишская лаборатория за время, когда он ее возглавлял, превратилась в ведущий исследовательский центр и стала научной школой для многих физиков-экспериментаторов. Здесь под руководством Томсона работали Ф.Астон, У.Вильсон, Э.Резерфорд, У.Ричардсон и др. За научные заслуги Томсон был награжден медалями Б.Франклина (1923), М.Фарадея (1938), Копли (1914) и др. Умер Томсон в Кембридже 30 августа 1940.

    ЛИТЕРАТУРА

    Томсон Дж. Электрон в химии. М. - Л., 1927 Томсон Дж. Электричество и материя. М. - Л., 1928 Гнедина Т.Е. Открытие Джи-Джи (Томсона). М., 1973

  3. Источник: Энциклопедия Кольера



  4. Энциклопедический словарь

    ТОМСОН Джозеф Джон

    ТО́МСОН (Thomson) Джозеф Джон (1856—1940), английский физик, основатель научной школы, член (1884) и президент (1915—1920) Лондонского Королевского общества, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1913) и иностранный почетный член (1925) АН СССР. Директор Кавендишской лаборатории (1884—1919). Исследовал прохождение электрического тока через разреженные газы. Открыл (1897) электрон и определил (1898) его заряд. Предложил (1903) одну из первых моделей атома. Один из создателей электронной теории металлов. Нобелевская премия (1906).

    ТО́МСОН (Thomson) Джозеф Джон (18 декабря 1856, Чэтем Хилл, пригород Манчестера — 30 августа 1940, Кембридж; похоронен в Вестминстерском аббатстве), английский физик, член Лондонского королевского общества(см. ЛОНДОНСКОЕ КОРОЛЕВСКОЕ ОБЩЕСТВО) с 1884 и его президент (1916—20 гг.), автор исследований электрических токов в разреженных газах и катодных лучей, объяснивший непрерывность спектра рентгеновских лучей, выдвинувший идею о существовании изотопов(см. ИЗОТОПЫ) и получивший ее экспериментальное подтверждение, создатель одной из первых моделей атома, лауреат Нобелевской премии.

    Математик приходит в физику

    Родился в семье продавца книг. Отец хотел, чтобы он стал инженером, и когда Джозеф достиг четырнадцати лет, его отдали учиться в колледж Оуэна (впоследствии Манчестерский университет).

    До середины 19 века в университетах не существовало исследовательских лабораторий и профессора, проводившие опыты, делали это у себя дома. Первая физическая лаборатория была открыта в Кембридже в 1874 г. Ее возглавил Джеймс Клерк Максвелл(см. МАКСВЕЛЛ Джеймс Клерк), а после его ранней кончины — лорд Рэлей(см. РЭЛЕЙ Джон Уильям), вышедший в отставку в 1884. И тогда неожиданно для многих Томсон, двадцативосьмилетний математик, только начинавший экспериментальные исследования, был избран кавендишевским профессором и директором лаборатории. Будущее показало, что этот выбор оказался весьма удачным.

    Начало экспериментов

    Внимание многих физиков в то время привлекали проблемы электричества и магнетизма. Уже появились (хотя еще не вошли во всеобщее употребление) уравнения Максвелла. Однако, Томсон обратился не к той части электродинамики, которая рассматривает напряженности полей, порождаемых «заданными» источниками (т. е. плотности зарядов и токов которых известны), а именно вопросом о физической природе самих этих источников. В теории самого Максвелла этот вопрос почти не обсуждался. Для него электрический ток — все, что порождает магнитное поле (не меняющиеся со временем распределения электрических зарядов создают только электрические поля). Томсона увлек вопрос о носителях зарядов. Он начал с исследования токов в разреженных газах, чем занимались тогда и в ряде других лабораторий. Томсон обнаружил, что проводимость газов увеличивается под воздействием рентгеновских лучей. Важные результаты были получены им при исследовании катодных лучей. т.е. потоков, исходящих из катодов (отрицательных электродов) разрядных трубок. Об их физической природе высказывались тогда различные мнения. Большинство немецких физиков полагало, что это — волны, подобные рентгеновским лучам, тогда как английские видели в них поток частиц. В 1894 Томсону удалось измерить их скорость, которая оказалась в 2000 раз меньше световой, что явилось убедительным доводом в пользу корпускулярной гипотезы. Через год французского экспериментатор Жан Перрен(см. ПЕРРЕН Жан Батист) выяснил знак электрического заряда катодных лучей: попадая на металлический цилиндр, они заряжали его отрицательно. Оставалось определить массу частиц. Эту проблему также с блеском смог разрешить Томсон. Но, прежде чем начать эксперимент, он обратился к теории и рассчитал, как должна двигаться заряженная частица в скрещенных электрическом и магнитном полях. Отклонение такой частицы получалось зависящим от отношения ее заряда к массе. Начался эксперимент ( нужно заметить, что Томсон чаще всего, тщательно, во всех деталях продумав эксперимент, предоставлял его проведение помощникам). Его результаты показали, что масса частиц почти в 2000 раз меньше. чем у самых легких ионов — ионов водорода. Что же касается заряда, то у ионов он уже был надежно вычислен на базе опытов по электролизу и оказался положительным. Поскольку атом водорода имеет нулевой заряд, это наводило на мысль, что существуют равные по величине и противоположные по знаку носители дискретных порций электрических зарядов. Те частицы, которые входили в состав катодных лучей, были вскоре названы электронами. Их открытие было одним из важнейших достижений физики конца 19 века, и оно непосредственно связано с именем Томсона, удостоенного за него в 1906 Нобелевской премии.

    Модель атома

    В том же 1897, когда было зарегистрировано открытие электрона, Томсон обратился к проблеме атома. Придя к убеждению, что, вопреки своему названию, атом не является неделимым, Томсон предложил модель его устройства. По этой модели атом выступал в виде положительно заряженной «капли», внутри которой «плавали» маленькие отрицательно заряженные шарики — электроны. Под действием кулоновских сил они располагались вблизи центра атома в виде цепочек определенных конфигураций (в которых можно было даже усмотреть нечто напоминающее упорядоченность в периодической таблице Менделеева). Если какой-то толчок отклонял электроны от положений равновесия, начинались колебания (связь со спектрами!) и кулоновские силы стремились восстановить исходное равновесие. Хотя опыты, проведенные впоследствии в той же кавендишевской лаборатории преемником Томсона, Э. Резерфордом(см. РЕЗЕРФОРД Эрнест) заставили отказаться от этой модели, она сыграла немалую роль в формировании представлений о строении материи.

    От электронов к ядрам

    Начав работу в кавендишевской лаборатории с исследования рассеяния рентгеновских лучей, Томсон пришел к формуле, носящей его имя и описывающей рассеяние электромагнитных волн на свободных электронах. Эта формула и поныне играет видную роль в физике элементарных частиц. Важна была также роль Томсона в открытии фотоэффекта(см. ФОТОЭФФЕКТ) и термоэлектронной эмиссии. Очень плодотворной оказалась и идея использования скрещенных полей для измерения отношений зарядов частиц к их массам. На этой идее основана работа масс-спектрографов, которые нашли широкое применение в физике ядра и, в частности, сыграли существенную роль для открытия изотопов (ядер, имеющих различные массы, но одинаковые заряды, чем определяется их химическая неразличимость). Отметим, что предсказание существования изотопов и экспериментальное обнаружение некоторых из них также было сделано Томсоном.

    Томсон был одним из ярчайших физиков-классиков. Правда, он застал появление квантовой теории (становление которой происходило в значительной степени на его глазах и при непосредственном участии его молодых коллег), появление теории относительности и атомной и ядерной физики. Более того, его личное участие в том грандиозном пересмотре всего физического миропонимания, которое принесли первые десятилетия нового века, было несомненным и глубоким. Но он до конца дней сохранял веру в существование механического эфира, несмотря на успехи релятивистской теории, которую он воспринимал лишь как отражение некоторых математических свойств уравнений Максвелла. По отношению к квантовой теории он довольно долго оставался в положении скептического наблюдателя и изменил мнение о ней лишь после того, как его сын Джордж Паджет Томсон на опыте обнаружил волновые свойства у электронов (за что был удостоен в 1937 Нобелевской премии). Томсону принадлежит колоссальная роль в формировании большой международной школы физиков. «Он не был блестящим лектором в прямом понимании этого слова, но его лекции впечатляли кристальной ясностью, с которой он давал объяснения, а также красотой и простотой лекционных демонстраций», — так писал о нем Макс Борн(см. БОРН Макс), который... сам был его учеником в 1907 и на своем примере почувствовал все обаяние его личности». В 1918 Томсон вышел в Кавендише в отставку, передав лабораторию Резерфорду, и возглавил Тринити-колледж (колледж Святой Троицы).

  5. Источник: Энциклопедический словарь