|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
điện tử. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Những ý tưởng rõ ràng và chính xác về cấu trúc nguyên tử của điện đã xuất hiện trong W. Weber, ông đã phát triển chúng trong một số công trình, bắt đầu từ năm 1862: "Với sự phân bố điện năng chung, có thể giả định rằng một nguyên tử điện liên kết với mọi nguyên tử có trọng lượng." Liên quan đến vấn đề này, ông phát triển các quan điểm về độ dẫn của dòng điện trong kim loại, điều này khác với các kim loại chỉ khác ở chỗ ông coi các nguyên tử điện dương là di động. Ông cũng bày tỏ ý tưởng về cách giải thích phân tử của nhiệt Joule-Lenz: "Lực sống của tất cả các dòng điện phân tử chứa trong vật dẫn tăng lên khi dòng điện chạy qua tỷ lệ với điện trở và tỷ lệ với bình phương cường độ dòng điện." Những tuyên bố này và những tuyên bố tương tự của Weber đã khiến A.I. Bachinsky gọi Weber là một trong những người tạo ra lý thuyết điện tử, và O.D. Khvol'son đã đặt tên của mình trong đoạn mở đầu của chương về lý thuyết điện tử về sự dẫn điện của kim loại. Nhưng cần lưu ý rằng Weber vẫn chưa kết nối "nguyên tử điện" của mình với các dữ kiện cụ thể của quá trình điện phân. Kết nối này lần đầu tiên được thiết lập Maxwell trong tập đầu tiên của chuyên luận của mình. Nhưng Maxwell đã không phát triển ý tưởng quan trọng này. Ngược lại, ông cho rằng ý tưởng về điện tích phân tử sẽ không tồn tại trong khoa học. Năm 1874, nhà vật lý người Ireland Stoney, trong một cuộc họp của Hiệp hội Anh, đã thu hút sự chú ý đến sự tồn tại trong tự nhiên của ba "đơn vị tự nhiên": tốc độ ánh sáng, hằng số hấp dẫn và điện tích của "nguyên tử điện". Về đơn vị cuối cùng này, ông nói: "Cuối cùng, thiên nhiên ban tặng cho chúng ta hiện tượng điện phân với một lượng điện khá xác định, độc lập với các cơ quan mà nó được kết nối với nhau." Stoney ước tính điện tích này bằng cách chia lượng điện được giải phóng trong quá trình phân hủy một cm khối hydro cho số nguyên tử của nó theo dữ liệu sau đó và nhận được giá trị có bậc từ 10 đến trừ đi XNUMX đơn vị điện từ. Stoney đề xuất gọi nguyên tử điện này là "điện tử". Tháng Tư 5 1881 năm Helmholtz Trong bài phát biểu nổi tiếng của mình, ông tuyên bố: "Nếu chúng ta thừa nhận sự tồn tại của các nguyên tử hóa học, thì từ đây chúng ta buộc phải kết luận thêm rằng điện, cả dương và âm, cũng được chia thành các đại lượng nguyên tố nhất định, đóng vai trò của nguyên tử điện lực." Năm 1869, Gittorff, khi thu được chân không có mức độ hiếm dưới một milimét trong ống phóng điện, nhận thấy rằng không gian tối cathode nhanh chóng lan ra khắp ống, do đó thành ống bắt đầu phát huỳnh quang mạnh. Ông nhận thấy rằng sự phát sáng của ống bị dịch chuyển dưới tác dụng của một nam châm. Mười năm sau những quan sát của Giettorf, các tác phẩm của W. Crooks đã xuất hiện. Theo Crookes, một hạt vật chất bức xạ bị đẩy ra khỏi các điện cực với tốc độ rất lớn. Không gian cực âm tối là không gian trong đó các phân tử khí âm di chuyển tự do, bay khỏi cực âm và được giữ ở biên giới của nó bởi các phân tử dương ngược chiều. Tuy nhiên, các nhà vật lý người Đức không chấp nhận quan điểm của Crookes. E. Goldstein vào năm 1880 đã chỉ ra rằng việc xác định kích thước của không gian cực âm tối với đường đi tự do trung bình là không chính xác. Ông đã chỉ ra rằng các tia âm cực hoàn toàn không kết thúc ở ranh giới của lớp tối, ở độ hiếm cao, chúng cũng xuyên qua không gian phát sáng của cực dương. Nhà khoa học người Áo V.F. Cùng năm đó, Gintl đã đưa ra giả thuyết rằng tia catốt là một dòng hạt kim loại bị dòng điện kéo ra khỏi catốt, chúng chuyển động theo đường thẳng. Quan điểm này đã được Pulua ủng hộ và phát triển thêm. Cùng năm 1880, E. Wiedemann đã xác định được tia âm cực có dao động êlectron có bước sóng ngắn như vậy. Theo ý kiến của ông, chúng không tạo ra hiệu ứng phát sáng; tuy nhiên, rơi vào vật chất có trọng lượng, chúng chậm lại và biến thành ánh sáng nhìn thấy được. Các thí nghiệm của Lenard đóng một vai trò quyết định trong việc củng cố lý thuyết sóng êlectron của tia âm cực. Ông đã chứng minh một cách thuyết phục rằng các tia âm cực có thể đi ra ngoài trong khi vẫn duy trì chân không trong ống, tức là các tia này không thể là các hạt khí, như Crookes đề xuất. Nhưng điều này là không đủ. Tia catốt trong không khí tạo ra hiệu ứng phát sáng và chụp ảnh. Lenard cố gắng đi vào dòng suối, anh đã tung ra một bức ảnh chụp một vật thể được niêm phong trong một hộp nhôm kín với các bức tường mỏng. Quan sát sự lệch hướng của chùm tia do nam châm phát ra, ông nhận thấy rằng sự lệch hướng này không phụ thuộc vào loại chất khí, và quan trọng nhất là vẫn còn một phần tia không bị nam châm làm lệch hướng. Lenard là nhà vật lý đầu tiên quan sát hoạt động của tia X và thậm chí đã nhận được tia X đầu tiên. Nhưng ông đã không hiểu hết khám phá của mình và mô tả nó như là bằng chứng về bản chất sóng của tia âm cực. Thí nghiệm của ông đầy rẫy những cơ hội lớn mà nhà khoa học đã không sử dụng. Lý thuyết Wiedemann-Hertz-Lenard bị chấn động mạnh vào năm 1895 bởi kinh nghiệm của Perrin (1870–1942), người đã cố gắng phát hiện điện tích của tia âm cực. Để đạt được mục đích này, ông đặt một hình trụ Faraday trong ống phóng điện so với cực âm, được nối với một điện kế. Trong quá trình phóng điện, hình trụ tích điện âm. Từ đó, Perrin kết luận rằng "sự truyền điện tích âm không thể tách rời khỏi tia âm cực." Perrin đã thiết lập sự chuyển giao điện tích của các tia âm cực một cách chắc chắn và tin rằng thực tế này khó có thể dung hòa với lý thuyết dao động, trong khi nó rất đồng tình với lý thuyết về sự cạn kiệt. Vì vậy, ông tin rằng “nếu lý thuyết hết thời có thể phản bác lại mọi ý kiến phản đối mà nó đã nêu ra thì nó phải được công nhận là thực sự phù hợp”. Tuy nhiên, để bác bỏ mọi ý kiến phản đối, cần phải thay đổi hoàn toàn quan điểm về cấu trúc của vật chất và cho phép sự tồn tại của các hạt nguyên tử nhỏ hơn trong tự nhiên. Nhà vật lý người Anh Joseph Thomson (1856–1940) đã đi vào lịch sử khoa học với tư cách là người phát hiện ra electron. Có lần ông đã nói: "Những khám phá là nhờ sự nhạy bén và sức mạnh của óc quan sát, trực giác, lòng nhiệt tình không gì lay chuyển được cho đến khi giải quyết cuối cùng mọi mâu thuẫn đi kèm với công việc tiên phong." Joseph John Thomson sinh ra ở Manchester. Tại đây, tại Manchester, ông tốt nghiệp trường Cao đẳng Owens, và năm 1876-1880 ông theo học tại Đại học Cambridge tại trường Cao đẳng Trinity nổi tiếng (Trinity College). Vào tháng 1880 năm XNUMX, Thomson đã thành công vượt qua kỳ thi cuối cùng của mình và bắt đầu làm việc tại Phòng thí nghiệm Cavendish. Bài báo đầu tiên của ông, xuất bản năm 1880, được dành cho lý thuyết điện từ của ánh sáng. Năm sau, hai bài báo xuất hiện, một trong số đó đã đặt nền móng cho lý thuyết điện từ về khối lượng. Thomson bị ám ảnh bởi vật lý thực nghiệm. Bị ám ảnh theo nghĩa tốt nhất của từ này. Thành tựu khoa học của Thomson được Rayleigh, giám đốc phòng thí nghiệm Cavendish, đánh giá cao. Rời khỏi vị trí giám đốc năm 1884, ông không ngần ngại giới thiệu Thomson làm người kế nhiệm. Từ năm 1884 đến năm 1919 Thomson chỉ đạo phòng thí nghiệm Cavendish. Trong thời gian này, nó đã trở thành một trung tâm lớn của vật lý thế giới, một trường học vật lý quốc tế. Tại đây họ bắt đầu cuộc hành trình khoa học của mình Rutherford, Bohr, Langevin và nhiều người khác, bao gồm cả các nhà khoa học Nga. Chương trình nghiên cứu của Thomson rất rộng: câu hỏi về dòng điện chạy qua chất khí, lý thuyết điện tử của kim loại, nghiên cứu bản chất của các loại tia ... Tiếp tục nghiên cứu về tia âm cực, Thomson trước hết quyết định kiểm tra xem liệu những người tiền nhiệm của ông, những người đã đạt được sự làm lệch tia của điện trường, đã thực hiện các thí nghiệm một cách cẩn thận hay chưa. Anh ta hình thành một thử nghiệm lặp đi lặp lại, thiết kế thiết bị đặc biệt cho nó, tự mình giám sát độ chính xác của việc thực hiện đơn đặt hàng, và kết quả mong đợi là điều hiển nhiên. Trong ống do Thomson thiết kế, các tia âm cực ngoan ngoãn hút vào bản tích điện dương và rõ ràng bị đẩy ra khỏi bản âm. Đó là, chúng đã cư xử như nó được cho là đối với một dòng các tiểu thể nhỏ chuyển động nhanh được tích điện âm. Kết quả tuyệt vời! Ông chắc chắn có thể chấm dứt mọi tranh chấp về bản chất của tia âm cực. Nhưng Thomson không coi nghiên cứu của mình đã hoàn thành. Sau khi xác định bản chất của các tia một cách định tính, ông muốn đưa ra một định nghĩa định lượng chính xác về các tiểu thể tạo nên chúng. Lấy cảm hứng từ thành công đầu tiên, ông đã thiết kế một ống mới: một cực âm, các điện cực gia tốc ở dạng vòng và tấm, có thể đặt điện áp lệch hướng vào đó. Trên bức tường đối diện với catốt, anh ta lắng một lớp mỏng chất có khả năng phát sáng dưới tác động của các hạt tới. Hóa ra nó là tổ tiên của ống tia âm cực, quá quen thuộc với chúng ta trong thời đại của ti vi và rađa. Mục đích của thí nghiệm của Thomson là làm lệch một loạt các tiểu thể bằng điện trường và bù lại sự lệch hướng này bằng từ trường. Những kết luận mà ông đưa ra là kết quả của cuộc thử nghiệm thật tuyệt vời. Đầu tiên, hóa ra các hạt bay trong ống với vận tốc khổng lồ gần bằng tốc độ ánh sáng. Và thứ hai, điện tích trên một đơn vị khối lượng của các tiểu thể rất lớn. Đó là những loại hạt nào: những nguyên tử chưa biết mang điện tích khổng lồ, hay những hạt cực nhỏ có khối lượng không đáng kể, nhưng mang điện tích nhỏ hơn? Hơn nữa, ông phát hiện ra rằng tỷ lệ điện tích cụ thể trên đơn vị khối lượng là một giá trị không đổi, không phụ thuộc vào vận tốc của hạt, hoặc của vật liệu làm catốt, hoặc bản chất của khí trong đó sự phóng điện xảy ra. Sự độc lập như vậy là đáng báo động. Có vẻ như các tiểu thể là một số loại hạt phổ quát của vật chất, các bộ phận cấu thành của nguyên tử. “Sau một thời gian dài thảo luận về các thí nghiệm,” Thompson viết trong hồi ký của mình, “hóa ra tôi không thể tránh khỏi những kết luận sau: 1. Nguyên tử không thể phân chia được vì các hạt mang điện tích âm có thể bị xé ra khỏi chúng dưới tác dụng của lực điện, tác động của các hạt chuyển động nhanh, ánh sáng tử ngoại hoặc nhiệt. 2. Rằng những hạt này đều có cùng khối lượng, mang cùng điện tích âm, từ bất kỳ loại nguyên tử nào mà chúng đến và là thành phần của tất cả các nguyên tử. 3. Khối lượng của các hạt này nhỏ hơn một phần nghìn khối lượng của nguyên tử hiđrô. Đầu tiên tôi gọi những hạt này là tiểu thể, nhưng bây giờ chúng được gọi bằng cái tên thích hợp hơn là "electron". Thomson bắt tay vào việc. Trước hết, cần phải xác định các thông số của các tiểu thể bí ẩn, và sau đó, có lẽ, có thể quyết định chúng là gì. Kết quả tính toán cho thấy: không còn nghi ngờ gì nữa, các hạt chưa biết không là gì khác ngoài các điện tích nhỏ nhất - các nguyên tử điện hoặc điện tử không thể phân chia. Vào ngày 29 tháng 1897 năm XNUMX, trong căn phòng nơi diễn ra các cuộc họp của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn trong hơn hai trăm năm, báo cáo của ông đã được tổ chức. Người nghe rất vui mừng. Niềm vui của những người có mặt hoàn toàn không phải do đồng nghiệp J. J. Thomson đã tiết lộ một cách thuyết phục bản chất thực sự của tia âm cực. Vấn đề nghiêm trọng hơn nhiều. Các nguyên tử, khối xây dựng đầu tiên của vật chất, không còn là các hạt tròn cơ bản, không thể xuyên thủng và không thể phân chia, các hạt không có cấu trúc bên trong ... Nếu các tiểu thể tích điện âm có thể bay ra khỏi chúng, thì các nguyên tử phải là một loại hệ thống phức tạp nào đó, một hệ thống bao gồm từ một cái gì đó tích điện dương và từ các tiểu thể tích điện âm - electron. Bây giờ, các hướng tìm kiếm trong tương lai xa hơn, cần thiết nhất đã trở nên rõ ràng. Trước hết, tất nhiên, cần phải xác định chính xác điện tích và khối lượng của một electron. Điều này sẽ làm cho nó có thể làm rõ khối lượng của các nguyên tử của tất cả các nguyên tố, tính toán khối lượng của các phân tử và đưa ra các khuyến nghị để chuẩn bị chính xác các phản ứng. Năm 1903, trong cùng phòng thí nghiệm Cavendish tại Thomson, G. Wilson đã thực hiện một thay đổi quan trọng đối với phương pháp của Thomson. Trong một bình mà không khí bị ion hóa giãn nở đoạn nhiệt nhanh chóng, các tấm tụ điện được đặt ở giữa để tạo ra điện trường và có thể quan sát được sự rơi của đám mây, cả khi có trường và khi không có trường. . Các phép đo của Wilson đưa ra giá trị cho điện tích của một electron là 3,1 nhân 10 cho điện tích phần mười trừ đi của abs. e-mail các đơn vị Phương pháp của Wilson đã được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng, bao gồm cả sinh viên Malikov và Alekseev của Đại học St.Petersburg, những người đã tìm ra điện tích bằng 4,5 lần 10 đến phần mười trừ đi lũy thừa của abs. e-mail các đơn vị Đây là kết quả gần nhất với giá trị thực thu được trước khi Millikan bắt đầu đo bằng từng giọt vào năm 1909. Vì vậy, điện tử đã được phát hiện và đo lường - một hạt phổ của nguyên tử, hạt đầu tiên trong cái gọi là "hạt cơ bản" được các nhà vật lý phát hiện ra. Khám phá này giúp các nhà vật lý, trước hết, đặt ra vấn đề nghiên cứu các tính chất điện, từ và quang học của vật chất theo một cách mới. Tác giả: Samin D.K.
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Ổ cứng thể rắn Kingston SSDNow E50
▪ phần của trang web Truyền dữ liệu. Lựa chọn bài viết ▪ Bài viết của Heisenberg Werner. Tiểu sử của một nhà khoa học ▪ bài viết Nicotin là gì? đáp án chi tiết ▪ bài báo Máy nghe nhạc CD. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài báo Thêm hai thí nghiệm với nĩa. thí nghiệm vật lý
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này