Aprende las aportaciones de Joseph John Thomson quien llevó la ciencia a nuevas alturas con su descubrimiento en 1897 del electrón, la primera partícula subatómica.
También encontró la primera evidencia de que los elementos estables pueden existir como isótopos e inventó una de las herramientas más poderosas en la química analítica – el espectrómetro de masas.
Hizo un trabajo innovador en la conducción de electricidad en gases
Los rayos catódicos son una radiación que se emite cuando se aplica un voltaje entre dos placas metálicas dentro de un tubo de vidrio lleno de gas a baja presión. En 1897, Thomson demostró que los rayos catódicos consistían en partículas, electrones, que conducen la electricidad. Esta investigación fue ampliamente reconocida como uno de los trabajos más importantes que se realizaban en la comunidad científica de la época.
En 1906, Thomson fue galardonado con el Premio Nobel de Física «en reconocimiento a los grandes méritos de sus investigaciones teóricas y experimentales sobre la conducción de la electricidad por los gases».
Descubrió el Electrón
A partir de finales del siglo XVII, se aceptó ampliamente entre la comunidad científica que el átomo era la unidad de materia más pequeña. Sin embargo, J.J. Thomson demostró de manera concluyente lo contrario a través de sus experimentos con tubos de rayos catódicos que demostraron que todos los átomos contienen diminutas partículas subatómicas cargadas negativamente.
Thomson descubrió así partículas que eran 1.800 veces más ligeras que el átomo más ligero (hidrógeno). En mayo de 1987 anunció el primer descubrimiento de partículas subatómicas, que Thomson llamaría «corpúsculos». Más tarde estas partículas se llamarían electrones.
El descubrimiento de Thomson anuló completamente la creencia prevaleciente de que los átomos eran los «bloques de construcción de la vida» y las partículas más pequeñas del universo.
Sus experimentos con rayos catódicos ayudaron a la invención de los primeros televisores
El rayo catódico fue el punto de partida de muchos inventos modernos como los primeros televisores. Anteriormente, los científicos no estaban seguros de si la carga eléctrica del rayo catódico podía ser separada del propio rayo.
Durante sus experimentos con rayos catódicos, Thomson aplicó un campo magnético a través del tubo de rayos catódicos, descubriendo así que los rayos eran desviados por el campo magnético. Esto probó que la carga eléctrica era inseparable del propio rayo.
Esto sentó las bases para el desarrollo de los tubos de rayos catódicos que podían utilizarse para modular, acelerar y desviar los rayos de electrones en una pantalla para crear imágenes, lo que condujo a la invención de los primeros aparatos de televisión.
Descubrió la primera evidencia de diferentes isotopos en un elemento estable
Los isótopos son variantes de un elemento químico que tienen diferentes números de neutrones. Anteriormente se creía ampliamente que los elementos estables o no radiactivos no tenían isótopos. Sin embargo, J.J. Thomson demostró lo contrario.
En 1912, Thomson y su asistente de investigación F.W. Aston realizaron experimentos en corrientes de partículas con carga positiva. Canalizaron iones de neón a través de un campo magnético y eléctrico sobre una placa fotográfica.
Descubrieron dos parches de luz diferentes, lo que les llevó a concluir que el neón estaba compuesto de partículas con diferentes masas atómicas, o isótopos. Este fue el primer caso de diferentes isótopos descubiertos en un elemento estable.
Tratado sobre el movimiento de los anillos vórtices
Un vórtice es una región donde un fluido o gas gira alrededor de un eje imaginario que forma un bucle cerrado.
El «Tratado sobre el movimiento de los anillos de los vórtices» de J.J Thomson es un texto fundamental sobre el tema y ganó el Premio Adam en 1882. El libro fue aclamado por toda la comunidad científica por su explicación del tema.
Es un libro de texto completo que ayudó a la comprensión de la formación, el movimiento y la interacción de los anillos de vórtice. Aún hoy en día es ampliamente referido por estudiantes y académicos por igual.
Fue el primero en explicar la dispersión de thomson
La dispersión de Thomson es la «dispersión de la radiación electromagnética por una partícula cargada libre no relativista». Los componentes eléctricos y magnéticos de la onda incidente aceleran la partícula. Al acelerarse, ésta, a su vez, emite radiación y por lo tanto, la onda se dispersa».
Es un concepto muy importante en la física del plasma y constituye la base de la cristalografía de rayos X, la dispersión Compton inversa y el fondo cósmico de microondas. Este fenómeno fue explicado por primera vez por J J Thomson en 1903 y lleva el nombre del propio científico.
Thomson propuso el modelo de pudín de ciruela del átomo
En marzo de 1904, JJ Thomson propuso un modelo del átomo por el cual los corpúsculos cargados negativamente (electrones) se distribuían en un mar uniforme de carga positiva y las fuerzas electrostáticas determinaban su posición. Conocido como el Modelo de Pudín de Ciruela, jugó un papel importante en la investigación de la estructura atómica. El modelo obtuvo su nombre del popular postre inglés.
Aunque el modelo fue refutado más tarde por Ernest Rutherford y otros, incorporó muchos de los descubrimientos pioneros de la época y promovió la idea del átomo como una partícula no inerte que consistía en otras partículas más pequeñas.
Sus conferencias presagiaron la teoría cuántica de la luz de einstein
La teoría de la onda de luz era la teoría de la luz más aceptada en el siglo XIX. Sin embargo, en 1903, Thomson propuso una teoría discontinua de la luz en sus conferencias de Silliman en la Universidad de Yale. Esto prefiguró la influyente teoría cuántica de la luz de Einstein, que afirma que «tanto la luz como la materia consisten en pequeñas partículas que tienen propiedades ondulatorias asociadas a ellas».
La luz está compuesta de partículas llamadas fotones, y la materia está compuesta de partículas llamadas electrones, protones, neutrones».
La teoría de Einstein es muy importante para la Física Cuántica hoy en día, pero Thomson arrojó luz sobre el tema incluso antes que el famoso físico de origen alemán.
Hizo contribuciones vitales a la espectrometría de masas
Los esfuerzos de Thomson en la medición de la relación masa/cambio de electrones e iones fue crucial para el campo de la espectrometría de masas. Modificando un aparato para el método fotográfico de registro de parábolas, logró trazar la intensidad contra la masa relativa; creando así el primer espectrómetro de masas del mundo.
Sus gráficos de intensidad de los iones frente a la masa relativa, publicados en 1912, fueron los primeros espectros de masas del mundo.
En 1991, el símbolo de Thomson fue propuesto como una unidad para medir la relación masa/cambio en honor a J. J. Thomson
Influyó enormemente en el trabajo de otros físicos ganadores del premio nobel
Además de ser un excelente científico, Thomson fue también un brillante profesor y conferenciante.
Durante su estancia en la Universidad de Cambridge trabajó estrechamente con un número de asistentes de investigación y estudiantes que harían descubrimientos científicos estelares por su cuenta. Esta lista incluye a:
- Ernest Rutherford
- Charles Glover Barkla
- Niels Bohr
- Max Born
- William Henry Bragg
- Francis William Aston
- Owen Willans Richardson
- Charles Thomson Rees Wilson
Todos estos científicos ganaron premios Nobel, seis en Física y dos en Química. Otro gran científico que J.J Thomson inspiró fue su propio hijo, Sir George Paget Thomson. Thomson Junior llevó adelante el trabajo de su padre y juntos ganaron el Premio Nobel de Física de 1937 por descubrir las propiedades ondulatorias de los electrones.
Referencias bibliográficas
- https://learnodo-newtonic.com/jj-thomson-contribution
- https://sciencing.com/contributions-jj-thomson-make-atom-7996714.html
- https://en.wikipedia.org/wiki/J._J._Thomson
- https://www.sciencehistory.org/historical-profile/joseph-john-j-j-thomson
- https://www.famousscientists.org/j-j-thomson/
Fin del artículo.