J. J. Thomson

سر جوزف جان تامسون (1856–1940) یک فیزیکدان برجسته بریتانیایی بود. او در سال 1906 جایزه نوبل فیزیک را به دلیل مشارکت نظری و تجربی قابل توجه خود در درک رسانش الکتریسیته از طریق گازها دریافت کرد. در سال 1897، تامسون نشان داد که پرتوهای کاتدی متشکل از ذرات باردار منفی ناشناخته قبلی هستند که متعاقباً الکترون نامیده شدند. محاسبات او نشان داد که این ذرات دارای جرمی بسیار کوچکتر از اتم ها و نسبت بار به جرم فوق العاده بالایی هستند. کشف الکترون نشان دهنده شناسایی اولین ذره زیراتمی بود.

سر جوزف جان تامسون (زاده ۱۸ دسامبر ۱۸۵۶ – درگذشته ۳۰ اوت ۱۹۴۰) یک فیزیکدان بریتانیایی بود. او جایزه نوبل فیزیک را در سال 1906 دریافت کرد «به‌عنوان قدردانی از شایستگی‌های بزرگ تحقیقات نظری و تجربی خود در مورد هدایت الکتریسیته توسط گازها». در سال 1897، او نشان داد که پرتوهای کاتدی از ذرات باردار منفی ناشناخته قبلی (که اکنون الکترون نامیده می‌شوند) تشکیل شده‌اند، که او محاسبه کرد که باید دارای اجسام بسیار کوچکتر از اتم‌ها و نسبت بار به جرم بسیار بزرگ باشند. این الکترون اولین ذره زیراتمی بود که کشف شد.

تامسون همچنین به دلیل ارائه شواهد اولیه برای ایزوتوپ‌های عناصر پایدار (غیر رادیواکتیو) در سال 1912 اعتبار دارد، یافته‌ای که از تحقیقات او در مورد ترکیب پرتوهای کانال (یون‌های مثبت) به دست آمد. آزمایش‌های مشترک او با فرانسیس ویلیام استون، با هدف مشخص کردن ذرات با بار مثبت، کاربرد اولیه طیف‌سنجی جرمی را تشکیل داد و متعاقباً اختراع طیف‌نگار جرمی را تسهیل کرد.

به‌عنوان یک مربی تأثیرگذار، تامسون به هفت دانش‌آموز که بعداً برنده جایزه نوبل، Rufordry، Erngghem، 190، برنده جایزه نوبل شدند، راهنمایی کرد. (فیزیک، 1915)، چارلز بارکلا (فیزیک، 1917)، فرانسیس استون (شیمی، 1922)، چارلز تامسون ریس ویلسون (فیزیک، 1927)، اوون ریچاردسون (فیزیک، 1928)، و ادوارد اپلتون (فیزیک، 194). علاوه بر این، پسرش، جورج پاجت تامسون، به طور مشترک با کلینتون دیویسون جایزه نوبل فیزیک 1937 را برای نمایش آزمایشی پراش الکترون توسط کریستال‌ها دریافت کرد.

بیوگرافی

جوزف جان تامسون در 18 دسامبر 1856 در چیتام هیل، منچستر به دنیا آمد. مادرش، اما سویندلز، از یک خانواده برجسته نساجی محلی سرچشمه گرفت. پدرش، جوزف جیمز تامسون، یک کتابفروشی باستانی را اداره می کرد که پدربزرگ تامسون تأسیس کرده بود. جوزف جان یک برادر کوچکتر به نام فردریک ورنون تامسون داشت. تامسون یک ایمان انگلیکانی محتاطانه و در عین حال متدین داشت.

آموزش

تحصیلات اولیه تامسون در موسسات خصوصی کوچک انجام شد، جایی که او استعداد استثنایی و علاقه شدیدی به تحقیقات علمی از خود نشان داد. در سال 1870، در سن 14 سالگی، در کالج اونز در منچستر (دانشگاه منچستر کنونی) پذیرفته شد. او در آنجا به طور قابل توجهی تحت تأثیر بالفور استوارت، پروفسور فیزیک قرار گرفت که او را با حوزه تحقیقات فیزیکی آشنا کرد. او آزمایشاتی را در زمینه برق رسانی تماسی آغاز کرد و به سرعت مقاله علمی افتتاحیه خود را منتشر کرد. والدینش در نظر داشتند که او به عنوان یک مهندس در شارپ، استوارت و آمپر; شرکت سازنده لوکوموتیو؛ با این حال، این برنامه ها با مرگ پدرش در سال 1873 محدود شد.

در سال 1876، تامسون در کالج ترینیتی، کمبریج ثبت نام کرد. او مدرک B.A. در ریاضیات در سال 1880، دستیابی به تمایز دوم Wrangler در Tripos و 2nd Smith's Prizeman. سال بعد، او با موفقیت درخواست داد و به عنوان عضو کالج ترینیتی منصوب شد. او مدرک کارشناسی ارشد خود را در سال 1883 به پایان رساند و همچنین جایزه آدامز را دریافت کرد.

حرفه

در 22 دسامبر 1884، تامسون به عنوان استاد فیزیک کاوندیش در دانشگاه کمبریج منصوب شد. این انتصاب باعث شگفتی قابل توجهی شد، زیرا سایر نامزدها، از جمله آزبورن رینولدز و ریچارد گلیزبروک، دارای سن و تجربه آزمایشگاهی بیشتری بودند. در مقابل، تامسون در درجه اول به دلیل مشارکت های ریاضی و مهارت های فکری استثنایی اش شناخته شد.

تامسون در سال 1908 نشان شوالیه را دریافت کرد و در سال 1912 به نشان شایستگی اعطا شد. او در آکسفورد در سال 1914 سخنرانی رومنس را با عنوان نظریه اتمی ایراد کرد. در سال 1918، او سمت استادی کالج ترینیتی، کمبریج را به عهده گرفت، که تا زمان مرگش در 30 اوت 1940 در آن مشغول بود. بقایای او در ابی وست مینستر، در کنار اسحاق نیوتن و شاگرد سابقش، ارنست رادرفورد، دفن شد.

رادرفورد متعاقباً جانشین وی شد. شایان ذکر است، شش تن از دستیاران پژوهشی و همکاران جوان تامسون - چارلز گلاور بارکلا، نیلز بور، مکس بورن، ویلیام هنری براگ، اوون ویلانز ریچاردسون و چارلز تامسون ریس ویلسون - جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند، در حالی که دو نفر دیگر به نام‌های فرانسیس ویلیام استون، و ارنست رابلیفورد سی نوبل رادرفورد دریافت کردند. پسر او، جورج پاجت تامسون، همچنین جایزه نوبل فیزیک سال 1937 را برای نشان دادن تجربی خواص موج مانند الکترون ها دریافت کرد.

تحقیق

تحقیقات اولیه

پایان‌نامه کارشناسی ارشد تامسون، با عنوان رساله حرکت حلقه‌های گردابی، نشان‌دهنده علاقه نوپای او به ساختار اتمی است. در این کار، تامسون توصیفی ریاضی از دینامیک موجود در نظریه گرداب اتم لرد کلوین ارائه کرد.

تامسون مقالات متعددی را تألیف کرد که هم جنبه‌های نظری و هم جنبه‌های تجربی الکترومغناطیس را بررسی کردند. تحقیقات او شامل تجزیه و تحلیل تئوری الکترومغناطیسی نور جیمز کلرک ماکسول، معرفی مفهوم جرم الکترومغناطیسی برای ذرات باردار، و نشان دادن این بود که جسم باردار در حال حرکت افزایش آشکاری در جرم نشان می‌دهد.

بخش قابل‌توجهی از مشارکت تامسون در مدل‌سازی محاسباتی ریاضیات اولیه به رسمیت شناخته شده است. در انتشار بعدی، کتابی با عنوان کاربردهای دینامیک در فیزیک و شیمی (1888)، تامسون به طور نظری و ریاضی تحول انرژی را مورد بررسی قرار داد و اظهار داشت که تمام انرژی به طور بالقوه می تواند جنبشی باشد. جلد بعدی او، یادداشت‌هایی در مورد تحقیقات اخیر در الکتریسیته و مغناطیس (1893)، بر کار اصلی ماکسول، رساله‌ای در مورد الکتریسیته و مغناطیس بسط داد و گهگاه به عنوان "جلد سوم ماکسول" نامگذاری شد. این کتاب بر روش‌های فیزیکی و رویکردهای آزمایشی تأکید می‌کند، که شامل تصاویر و نمودارهای متعددی از تجهیزات آزمایشی، به‌ویژه آنهایی است که مربوط به هدایت الکتریسیته از طریق گازها است. کتاب سوم او، عناصر نظریه ریاضی الکتریسیته و مغناطیس (1895)، به عنوان مقدمه ای در دسترس برای موضوعات مختلف عمل کرد و به عنوان یک کتاب درسی دانشگاهی تحسین قابل توجهی به دست آورد.

در سال 1896، تامسون یک سری سخنرانی متشکل از چهار سخنرانی را در طول یک سخنرانی ارائه کرد.

کشف الکترون

قبل از کار تامسون، دانشمندانی مانند ویلیام پروت و نورمن لاکیر این نظریه را مطرح کرده بودند که اتم‌ها از اجزای اساسی‌تری تشکیل شده‌اند که به عقیده آنها اندازه آن با کوچک‌ترین اتم یعنی هیدروژن قابل مقایسه است. با این حال، در سال 1897، تامسون برای اولین بار پیشنهاد کرد که یک واحد اتمی بنیادی بیش از 1000 برابر کوچکتر از یک اتم است، بنابراین مفهوم ذره زیر اتمی را معرفی کرد که اکنون به عنوان الکترون شناخته می شود. این بینش پیشگامانه از تحقیقات او در مورد ویژگی های پرتوهای کاتدی پدیدار شد. در 30 آوریل 1897، تامسون فرضیه خود را پس از مشاهده اینکه پرتوهای کاتدی (که در آن زمان پرتوهای لنارد نامیده می‌شد) هوا را به طور قابل‌توجهی فراتر از آنچه برای ذرات با ابعاد اتمی پیش‌بینی شده بود، پیش برد. او جرم پرتوهای کاتدی را با کمی کردن گرمای تولید شده در اثر برخورد آنها با یک اتصال حرارتی و ارتباط این اندازه گیری با انحراف مغناطیسی پرتوها تعیین کرد. یافته‌های تجربی او نشان داد که پرتوهای کاتدی نه تنها بیش از 1000 برابر کمتر از یک اتم هیدروژن جرم دارند، بلکه بدون توجه به منشأ اتمی‌شان، دارای جرم ثابتی هستند. در نتیجه، او استنباط کرد که این پرتوها از ذرات بسیار سبک و دارای بار منفی تشکیل شده‌اند که به عنوان بلوک‌های سازنده اتمی جهانی عمل می‌کنند. تامسون در ابتدا این ذرات را «جسم» نامید، اما جامعه علمی متعاقباً نام «الکترون» را برگزید، اصطلاحی که جورج جانستون استونی در سال 1891 پیشنهاد کرد و پیش از کشف تامسون بود.

تا آوریل 1897، تامسون تنها شواهد اولیه‌ای داشت که نشان می‌داد پدیده‌ای مانند انحراف تابش الکتریکی از طریق تحقیقات قبلی نشان می‌دهد. هاینریش هرتز یک ماه پس از اعلام جسم، تامسون با موفقیت نشان داد که پرتوهای کاتدی می توانند به طور مداوم توسط یک میدان الکتریکی منحرف شوند، مشروط بر اینکه لوله تخلیه تا فشار بسیار کم تخلیه شود. از طریق تجزیه و تحلیل مقایسه ای انحراف پرتو کاتدی توسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی، او اندازه گیری های دقیق تری از نسبت جرم به بار به دست آورد، که تخمین های قبلی او را تایید کرد. این روش متعاقباً به روش استاندارد برای تعیین نسبت بار به جرم الکترون تبدیل شد. در سال 1899، او بار الکترون را تقریباً 6.8×10⁻¹⁰ esu تعیین کرد.

تامسون فرض کرد که این هسته‌ها از اتم‌های گاز باقیمانده در لوله‌های پرتو کاتدی او منشأ می‌گیرند. این امر او را به این نتیجه رساند که اتم ها تقسیم ناپذیر نیستند، بلکه از این ذرات بنیادی تشکیل شده اند. در سال 1904، تامسون یک مدل اتمی را پیشنهاد کرد و این نظریه را مطرح کرد که اتم از کره ای از ماده مثبت تشکیل شده است که در آن نیروهای الکترواستاتیکی آرایش جسم ها را اداره می کنند. برای توضیح خنثی الکتریکی کلی اتم، او پیشنهاد کرد که ذرات درون یک گستره همگن بار مثبت پراکنده شده اند. در این «مدل پودینگ آلو»، الکترون‌ها به‌عنوان جاسازی شده در درون بار مثبت، شبیه به کشمش در پودینگ آلو، تصور می‌شدند، اگرچه در فرمول تامسون، آنها ساکن نبودند، اما در حرکت مداری سریع بودند.

کشف تامسون مصادف شد با تعیین نسبت دقیق جرم به بار توسط والتر کافمن و امیل ویچرت برای این پرتوهای کاتدی که بعداً به عنوان الکترون شناخته شدند.

جامعه علمی نام الکترون را برای این ذرات انتخاب کرد که تا حد زیادی تحت تأثیر جوزف فرانسره است. و هندریک لورنتز جورج جانستون استونی در ابتدا این اصطلاح را در سال 1891 به عنوان نام موقت واحد اصلی بار الکتریکی که در آن زمان کشف نشده بود، ابداع کرد. برای چندین سال، تامسون با استفاده از "الکترون" به دلیل مخالفت با فیزیکدانانی که از "الکترون مثبت" به عنوان واحد اولیه بار مثبت یاد می کردند، مخالف بود، و "الکترون منفی" را به عنوان واحد اولیه بار منفی منعکس می کرد. تامسون پیوسته طرفدار "جسم" بود، که او به شدت آن را به عنوان بار منفی تعریف کرد. در سال 1914، او سرانجام پذیرفت و اصطلاح "الکترون" را در نشریه خود، نظریه اتمی وارد کرد. در سال 1920، رادرفورد و همکارانش به طور جمعی تصمیم گرفتند که هسته یون هیدروژن را "پروتون" نامگذاری کنند و بدین ترتیب یک نامگذاری متمایز برای کوچکترین ذره با بار مثبت مستقل موجود از ماده ایجاد کردند.

ایزوتوپ ها و طیف سنجی جرمی

در سال 1912، طی تحقیقی در مورد ترکیب ذرات با بار مثبت، که سپس به عنوان پرتوهای کانالی شناخته می‌شوند، تامسون و دستیار تحقیقاتی او، F. W. Aston، جریانی از یون‌های نئون را از طریق میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی هدایت کردند. آنها سپس انحراف آن را با قرار دادن یک صفحه عکاسی در مسیر حرکت آن اندازه گیری کردند. مشاهده دو تکه نوری متمایز روی صفحه عکاسی، دو انحراف سهموی متفاوت را نشان می‌دهد، که منجر به این نتیجه می‌شود که نئون شامل اتم‌هایی با دو جرم اتمی متفاوت (نئون-20 و نئون-22) است، بنابراین نشان دهنده دو ایزوتوپ است. این یافته پیشگامانه شواهد تجربی اولیه برای ایزوتوپ های یک عنصر پایدار را تشکیل می داد. فردریک سودی قبلاً وجود ایزوتوپ‌ها را برای روشن کردن مکانیسم‌های فروپاشی عناصر رادیواکتیو خاص نظریه‌پردازی کرده بود.

جداسازی موفقیت‌آمیز تامسون از ایزوتوپ‌های نئونی بر اساس جرم آنها، نشان‌دهنده کاربرد اولیه طیف‌سنجی جرمی بود. این تکنیک بعداً توسط F. W. Aston و A. J. Dempster اصلاح و به یک روش جامع گسترش یافت.

آزمایش‌های مربوط به پرتوهای کاتدی

پیش از این، فیزیکدانان در مورد ماهیت پرتوهای کاتدی بحث می‌کردند و می‌پرسیدند که آیا آنها غیر مادی هستند، شبیه به نور (که به عنوان "فرایندی در اتر" توصیف می‌شود)، یا همانطور که تامسون بیان کرد، "در واقع کاملاً مادی هستند و ... مسیر ذرات ماده باردار با الکتریسیته منفی را مشخص می‌کنند." در حالی که فرضیه اتری فاقد ویژگی بود، فرضیه ذرات وضوح کافی را برای تامسون ارائه کرد تا آن را تحت بررسی تجربی قرار دهد.

انحراف مغناطیسی

تامسون تحقیقات خود را با بررسی انحراف مغناطیسی پرتوهای کاتدی آغاز کرد. این پرتوها در یک لوله جانبی واقع در سمت چپ دستگاه آزمایشی تولید می‌شوند، سپس از آند عبور می‌کنند و وارد شیشه زنگ اولیه می‌شوند، جایی که یک آهنربا باعث انحراف آنها می‌شود. تامسون مسیر این پرتوها را با مشاهده فلورسانس تولید شده بر روی صفحه مشبک داخل شیشه ردیابی کرد. یافته‌های او نشان داد که انحراف پرتوها بدون در نظر گرفتن مواد آند یا گاز موجود در شیشه ثابت باقی می‌ماند، در نتیجه شکل ثابتی را برای پرتوها بدون توجه به منبع آنها نشان می‌دهد.

شارژ الکتریکی

پیروان نظریه اتریال پتانسیل تولید ذرات با بار منفی را در لوله های کروکس تایید کردند. با این حال، آنها ادعا کردند که این ذرات صرفاً محصولات جانبی تصادفی هستند و خود پرتوهای کاتدی دارای ماهیت غیر مادی هستند. تامسون تحقیقی را برای اطمینان از امکان سنجی جداسازی بار الکتریکی از پرتوها انجام داد.

تامسون یک لوله کروکس را طراحی کرد که دارای الکترومتری است که به صورت جانبی، خارج از مسیر مستقیم پرتوهای کاتدی قرار گرفته است. او توانست مسیر پرتو را با مشاهده لومینسانس فسفری که در برخورد با سطح لوله ایجاد می‌کرد، مشخص کند. تامسون خاطرنشان کرد که الکترومتر یک بار الکتریکی را منحصراً زمانی ثبت می کند که به صورت مغناطیسی پرتو کاتدی را به سمت آن منحرف می کند. این مشاهدات او را به این نتیجه رساند که بار منفی و پرتوها به طور ذاتی به هم مرتبط هستند.

انحراف الکتریکی

در طول ماه مه و ژوئن سال 1897، تامسون آزمایش‌هایی را برای تعیین اینکه آیا پرتوهای کاتدی می‌توانند توسط یک میدان الکتریکی منحرف شوند، انجام داد. اگرچه محققان قبلی در مشاهده چنین انحرافی ناموفق بودند، اما تامسون شکست آنها را به نقص های تجربی، به ویژه فشار بیش از حد گاز در لوله های خلاء آنها نسبت داد.

تامسون یک لوله کروکس با خلاء برتر مهندسی کرد. بخش اولیه لوله یک کاتدی را در خود جای داده بود که پرتوها را پخش می کرد. این پرتوها توسط دو شکاف فلزی در یک پرتو متمرکز قرار گرفتند. شکاف اول نیز به عنوان آند عمل می کرد، در حالی که شکاف دوم به زمین متصل شد. سپس پرتو بین دو صفحه آلومینیومی موازی حرکت کرد که با اتصال به باتری، میدان الکتریکی ایجاد شد. لوله با یک بخش کروی بزرگ خاتمه می‌یابد که در آن برخورد پرتو بر روی شیشه یک تکه درخشان ایجاد می‌کند. تامسون برای اندازه گیری انحراف پرتو، مقیاسی را به سطح این کره چسباند. آزمایش‌های قبلی با مشکل برخورد پرتوهای الکترونی با اتم‌های گاز باقی‌مانده در لوله کروکس آن‌ها را یونیزه می‌کرد و بار فضایی از الکترون‌ها و یون‌ها را ایجاد می‌کرد که میدان‌های الکتریکی خارجی اعمال شده را به‌صورت الکتریکی غربال می‌کردند. در مقابل، لوله کروکس تامسون دارای چنان چگالی کم از اتم‌های باقیمانده بود که بار فضایی تولید شده برای غربال کردن میدان الکتریکی خارجی کافی نبود، بنابراین به او اجازه داد تا انحراف الکتریکی را با موفقیت مشاهده کند.

اتصال صفحه بالایی به پایانه منفی باتری و صفحه پایینی به ترمینال مثبت آن منجر به انحراف نوری به سمت پایین شد. برعکس، معکوس کردن قطبیت باعث شد پچ به سمت بالا جابجا شود.

تعیین نسبت جرم به شارژ

در آزمایش اصلی خود، تامسون نسبت جرم به بار پرتوهای کاتدی را با کمی کردن انحراف آنها در یک میدان مغناطیسی و مقایسه آن با انحراف الکتریکی آنها تعیین کرد. او از دستگاه مشابه آزمایش قبلی خود استفاده کرد، اما لوله تخلیه را بین قطب های یک آهنربای الکتریکی بزرگ قرار داد. نتایج او نشان داد که نسبت جرم به بار بیش از هزار بار کمتر از یک یون هیدروژن (H⁺) است، که نشان می‌دهد این ذرات یا به‌طور استثنایی سبک، بسیار باردار، یا هر دو هستند. به طور قابل توجهی، پرتوهای کاتدی که از هر کاتد منشا می گیرند، به طور مداوم نسبت جرم به بار یکسانی را ایجاد می کنند. این یافته برخلاف پرتوهای آندی است که اکنون به عنوان یون های مثبت ساطع شده از آند شناخته می شوند و نسبت جرم به بار آن بسته به ماده آند متفاوت است. خود تامسون در مورد پیامدهای کار خود محتاط ماند و در سخنرانی خود برای دریافت جایزه نوبل به این موجودات به‌عنوان «جسم» به‌جای «الکترون» اشاره کرد.

محاسبات تامسون در زیر خلاصه می‌شود و از نماد اصلی خود استفاده می‌کند که در آن F نشان‌دهنده میدان الکتریکی و H نشان‌دهنده بیان‌کننده میدان مغناطیسی زیر است: ${\displaystyle \Theta =Fel/mv^{2}}$ که Θ نشان دهنده انحراف الکتریکی زاویه ای است، F شدت میدان الکتریکی اعمال شده، e نشان دهنده بار ذرات پرتو کاتدی، l طول صفحات الکتریکی، m نشان دهنده جرم ذرات پرتو کاتدی و v سرعت آنها است. انحراف مغناطیسی توسط: ${\displaystyle \phi =Hel/mv}$، که در آن φ انحراف مغناطیسی زاویه ای و H شدت میدان مغناطیسی اعمال شده است.

میدان مغناطیسی تا زمانی تنظیم شد که انحرافات مغناطیسی و الکتریکی به هم ارزی دست یابند، در این نقطه رابطه ${\displaystyle \Theta =\phi ,Fel/mv^{2}=Hel/mv}$ ایجاد شد. این معادله را می توان برای به دست آوردن ${\displaystyle m/e=H^{2}l/F\Theta }$. از آنجایی که انحراف الکتریکی (Θ) و شدت میدان مغناطیسی (H) به طور مستقل اندازه‌گیری شدند، و نیروی الکتریکی (F) و طول (l) ثابت شناخته شده بودند، نسبت جرم به بار (m/e) را می‌توان دقیقاً محاسبه کرد.

نتیجه گیری

با توجه به اینکه پرتوهای کاتدی دارای بار الکتریکی منفی هستند، انحراف خود را توسط نیروی الکترواستاتیکی مطابق با الکتریسیته منفی نشان می دهند، و دقیقاً به نیروی مغناطیسی پاسخ می دهند که یک موجود دارای بار منفی که در طول مسیر حرکت آنها حرکت می کند، نتیجه اجتناب ناپذیر این است که این پرتوها بار الکتریکی منفی را نشان می دهند. ذرات.

در مورد منشا این ذرات، تامسون این نظریه را مطرح کرد که آنها از مولکول های گاز واقع در نزدیکی کاتد سرچشمه می گیرند.

او فرض کرد که اگر در میدان الکتریکی فوق‌العاده قوی مجاور کاتد، مولکول‌های گاز دچار تفکیک و تکه تکه شدن نه به اتم‌های شیمیایی معمولی، بلکه به این "اتم‌های اولیه" بنیادی - که به‌عنوان اختصار، اجسام نامیده می‌شوند - می‌شوند - و اگر این اجسام توسط میدان الکتریکی باردار شده و میدان الکتریکی خود را نشان می‌دهند. پرتوهای کاتدی.

تامسون اتم را به عنوان متشکل از این ذرات در حال چرخش در یک کره پراکنده با بار مثبت تصور کرد، مدلی که معروف به مدل پودینگ آلو معروف است. این فرضیه متعاقباً زمانی که شاگردش، ارنست رادرفورد، نشان داد که بار مثبت اتم در واقع در یک هسته مرکزی متمرکز است، رد شد.

تحقیقات تکمیلی

در سال 1905، تامسون رادیواکتیویته ذاتی پتاسیم را شناسایی کرد.

تا سال 1906، تامسون به طور تجربی ثابت کرده بود که هر اتم هیدروژن فقط یک الکترون دارد، یافته ای که با چارچوب های نظری قبلی که تعداد الکترون های متغیر را پیشنهاد می کردند، در تضاد بود. "کمیته منصوب شده توسط نخست وزیر برای تحقیق در مورد جایگاه علوم طبیعی در سیستم آموزشی بریتانیای کبیر." یافته های کمیته که در سال 1918 منتشر شد، به طور گسترده ای به عنوان گزارش تامسون شناخته شد.

زندگی شخصی

در سال 1890، تامسون با رز الیزابت پاجت در کلیسای سنت مری کمتر ازدواج کرد. رز، دختر سر جورج ادوارد پاژه، پزشک برجسته و بعداً استاد فیزیک در کمبریج، به فیزیک علاقه داشت. از سال 1882 به بعد، زنان مجاز به شرکت در تظاهرات و سخنرانی‌ها در دانشگاه کمبریج بودند. حضور رز در این جلسات، از جمله جلسات ارائه شده توسط تامسون، در نهایت باعث تقویت رابطه آنها شد.

این زوج صاحب دو فرزند شدند: جورج پاجت تامسون، که متعاقباً جایزه نوبل را برای تحقیقاتش در مورد ویژگی‌های موج الکترون دریافت کرد، و جوآن پاجت تامسون (بعداً چارنوک)، که به‌عنوان نویسنده، تولید ادبیات کودکان، آثار غیرداستانی و زندگی‌نامه فعالیت کرد.

افتخارات و تمایزات

عضویت ها

جوایز

یادبودها

در نوامبر سال 1927، تامسون ساختمان تامسون را در مدرسه لیز، کمبریج افتتاح کرد، که به افتخار او نامگذاری شد.

در سال 1991، تامسون (نماد: Th) به عنوان واحدی برای تعیین کمیت نسبت جرم به بار در طیف‌سنجی جرمی پیشنهاد شد