- Para el físico William Thomson, véase Primer barón de Kelvin.
Sir Joseph John "J.J." Thomson, nació el 18 de diciembre de 1856 y murió el 30 de agosto de 1940. Fue un científico británico galardonado con el Premio Nobel de Física en 1906 y descubridor del electrón, de los isótopos, e inventor del espectrómetro de masa.
Thomson nació en 1856 en Cheetham Hill, Manchester en Inglaterra, y tenía ascendencia escocesa. En 1870 estudió ingeniería en la Universidad de Manchester conocido como Owens College en ese momento, y se trasladó a Trinity College de Cambridge en 1876. En 1880, obtuvo su licenciatura en Matemática (Segunda Wrangler y segundo premio Smith) y MA (con Adams Premio) en 1883. En 1884 se convirtió en profesor de Física Cavendish. Uno de sus alumnos fue Ernest Rutherford, quién más tarde sería su sucesor en el puesto.
En 1890 se casó con Rose Elizabeth Paget, hija de Sir Edward George Paget, KCB, un médico, y en ese entonces Regius Profesor de Medicina (Regius Professor of Physic) en Cambridge. Con ella, fue padre de un hijo, George Paget Thomson, y una hija, Joan Paget Thomson. Su hijo se convirtió en un destacado físico, quien a su vez fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1937 por demostrar las propiedades de tipo ondulatorio de los electrones.
J.J. Thomson fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1906, "en reconocimiento de los grandes méritos de sus investigaciones teóricas y experimentales en la conducción de la electricidad generada por los gases." Fue nombrado caballero en 1908 y nombrado en la Orden del Mérito en 1912. En 1914 dio el Romanes Lecture en Oxford sobre "La teoría atómica". En 1918 fue nombrado Rector del Trinity College de Cambridge, donde permaneció hasta su muerte. Murió el 30 de agosto de 1940 y fue enterrado en la Abadía de Westminster, cerca de Sir Isaac Newton.
Thomson fue elegido Miembro de la Royal Society el 12 de junio de 1884, y posteriormente fue el presidente de la Royal Society de 1916 a 1920.
Trabajos sobre los rayos catódicos
Thomson realizó una serie de experimentos en tubos de rayos catódicos, que le condujeron al descubrimiento de los electrones. Thomson utilizó el tubo de rayos catódicos en tres diferentes experimentos.
[editar] Primer experimento
En su primer experimento, se investigó si las cargas negativas podrían ser separadas de los rayos catódicos por medio de magnetismo. Construyó un tubo de rayos catódicos que termina en un par de cilindros con ranuras, esas hendiduras fueron a su vez conectadas a un electrómetro. Thomson descubrió que si los rayos son desviados magnéticamente de tal manera que no puedan entrar en las ranuras, el electrómetro registra poca carga. Thomson llegó a la conclusión de que la carga negativa es inseparable de los rayos.
[editar] Segundo experimento
En su segundo experimento investigó si los rayos pueden ser desviados por un campo eléctrico (algo que es característico de las partículas cargadas). Anteriores experimentadores no habían observado esto, pero Thomson creía que sus experimentos eran defectuosos porque contenían trazas de gas. Thomson construyó un tubo de rayos catódicos con un vacío casi perfecto, y con uno de los extremos recubierto con pintura fosforescente. Thomson descubrió que los rayos de hecho se podían doblar bajo la influencia de un campo eléctrico.
[editar] Tercer experimento
En su tercer experimento, Thomson determinó la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuánto se desvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró que la relación carga/masa era más de un millar de veces superior a la del ión Hidrógeno, lo que sugiere que las partículas son muy livianas o muy cargadas.
Las conclusiones de Thomson fueron audaces: los rayos catódicos estaban hechos de partículas que llamó "corpúsculos", y estos corpúsculos procedían de dentro de los átomos de los electrodos, lo que significa que los átomos son, de hecho, divisibles. Thomson imaginó que el átomo se compone de estos corpúsculos en un mar lleno de carga positiva; a este modelo del átomo, atribuido a Thomson, se le llamó el modelo de budín de pasas.
En 1906 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su trabajo sobre la conducción de la electricidad a través de los gases.
La imposibilidad de explicar que el átomo está formado por un núcleo compacto y una parte exterior denominada corteza implica que otros científicos como Ernest Rutherford o Niels Bohr continuasen con su investigación y establecieron otras teorías en las que los átomos tenían partes diferenciadas.
[editar] Descubrimiento de los isótopos
También, Thomson examinó los rayos positivos y, en 1912, descubrió la manera de utilizarlos para separar átomos de diferente masa. El objetivo se consiguió desviando los rayos positivos en campos eléctricos y magnéticos (espectrometría de masas). Así descubrió que el neón tiene dos isótopos (el neón-20 y el neón-22).
En la esquina inferior derecha de esta placa fotográfica hay marcas para los dos isótopos del neón: neón - 20 y neón - 22. En 1913, como parte de su exploración en la composición de los rayos de canal, Thomson canalizó una corriente de neón ionizado mediante un campo magnético y un campo eléctrico y midió su desviación colocando una placa fotográfica en el camino del rayo. Thomson observó dos parches de luz sobre la placa fotográfica (ver imagen a la derecha), lo que supone dos parábolas de desviación. Thomson llegó a la conclusión de que el gas neón se compone de dos tipos de átomos de diferentes masas atómicas (neón-20 y neón-22).
Otros trabajos
Thomson en 1906 demostró que el hidrógeno tiene un único electrón. Permite diversas teorías anteriores números de los electrones al igual que el carbono.
