29 Апреля 1897 года в Лондоне, в здании Королевского общества — одного из старейших и авторитетнейших научных учреждений мира — состоялось заседание, на котором Джозеф Джон Томсон, возглавлявший Кавендишскую лабораторию в Кембридже, объявил о революционном открытии. Ученый, известный своей скрупулёзностью и осторожностью в выводах, на этот раз выступил с заявлением, которое навсегда изменило представления о строении материи.
Предисловие
Еще в 1854 году начались эксперименты с высоким напряжением в разрежённом воздухе. И было замечено, что искры пробегают заметно большее расстояние под вакуумом, в сравнении с обычными условиями. В 1859 году немецкий физик Юлиус Плюккер открыл, что если взять стеклянный сосуд, из которого выкачан воздух и впаять в него две металлические пластины, а затем через пластины пропустить постоянный электрический ток, то с поверхности металлических пластин будут выходить особые лучи, которые будут заставлять светиться те части стенок сосуда, на которые они попадут. В дальнейшем такие лучи назовут катодными. Также Плюккер наблюдал отклонение открытых им катодных лучей под действием магнита. В 1879 году английский физик Уильям Крукс установил, что при отсутствии внешних электрических и магнитных полей катодные лучи распространяются прямолинейно, и понял, что они могут отклоняться магнитным полем. С помощью созданной им газоразрядной трубки он обнаружил, что, падая на некоторые кристаллические вещества (названные в дальнейшем катодолюминофорами), катодные лучи вызывают их свечение.
Выступление Томсона
А теперь вернемся в 29 апреля 1897 года, в здание Королевского общества, в котором и произошло историческое заседание. Атмосфера в зале была напряжённой: вопрос о природе катодовых лучей долгое время разделял научное сообщество. Немецкие физики, вслед за Герцем и Ленардом, настаивали на волновой природе лучей, тогда как британские исследователи, включая Крукса, видели в них поток заряженных частиц. Томсон, однако, не стал повторять умозрительные аргументы. Вместо этого он представил коллегам результаты своих экспериментов, проведённых с усовершенствованной катодно-лучевой трубкой. Учёный подробно описал, как, создав глубокий вакуум, он наблюдал отклонение лучей под воздействием электрических и магнитных полей. С помощью точных измерений он вычислил отношение заряда частицы к её массе, которое оказалось в тысячи раз больше, чем у ионов водорода — самого лёгкого из известных тогда элементов.
Результаты исследования
Этот результат был ошеломляющим. Томсон объяснил, что столь малая масса частиц, входящих в состав атомов, опровергает классическую теорию о неделимости атома. Он смело заявил: катодные лучи состоят из «корпускул», которые являются универсальными компонентами материи. Термин «электрон» тогда ещё не вошёл в широкий обиход — его популяризируют позже, — но суть открытия была ясна. Томсон предложил первую модель атома, где отрицательно заряженные частицы «плавали» в положительно заряженной среде, словно изюм в пудинге. Реакция аудитории была неоднозначной. Многие учёные, воспитанные на идеях непрерывности материи, встретили выводы скептически. Однако железная логика расчётов и экспериментальные доказательства постепенно развеяли сомнения. Уже через несколько лет открытие электрона признали фундаментальным прорывом, а Томсон получил Нобелевскую премию по физике в 1906 году.
29 Апреля 1897 года стал точкой отсчёта для новой эры в науке. Работа Томсона не только разрушила античную догму о неделимости атома, но и открыла путь к исследованиям квантовой механики, ядерной физики и электронных технологий. Именно с его выступления начался путь к пониманию микромира, который позже привёл человечество к транзисторам, компьютерам и цифровой революции. Скромная лекция в стенах Королевского общества оказалась одним из тех редких моментов, когда наука переписала свои законы, открыв дверь в неизведанное.
Подписаться на Пикабу Познавательный. и Пикабу: Истории из жизни.