Рождение и образование
Джозеф Джон Томсон родился 18 декабря 1856 года в Читем-Хилле, пригороде Манчестера, Англия, в семье книготорговца. С раннего возраста проявлял интерес к науке. В 1870 году поступил в Оуэнс-колледж, ныне Манчестерский университет, где изучал математику и физику. В 1876 году получил стипендию в Тринити-колледже Кембриджа, где продолжил обучение. В 1880 году окончил университет с отличием, получив степень бакалавра по математике. В 1883 году защитил магистерскую диссертацию, удостоившись премии Адамса. В 1884 году был избран профессором экспериментальной физики и возглавил Кавендишскую лабораторию.
Открытие электрона
В 1897 году Томсон провёл серию экспериментов с катодными лучами, доказав, что они состоят из частиц, гораздо меньших по массе, чем атомы. Эти частицы он назвал «корпускулами», позднее получившими название электронов. Он установил, что электроны присутствуют во всех веществах, независимо от их природы. Это открытие стало первым доказательством существования субатомных частиц и положило начало современной атомной физике. В 1906 году Томсон был удостоен Нобелевской премии по физике «за теоретические и экспериментальные исследования проводимости электричества в газах». Его работа изменила представления о строении материи.
Научная деятельность и вклад
Томсон разработал «пудинговую» модель атома, согласно которой электроны находятся внутри положительно заряженной сферы. Хотя модель была позже заменена моделью Резерфорда, она сыграла важную роль в развитии атомной теории. В 1912 году он обнаружил стабильные изотопы, исследуя положительные лучи, и тем самым заложил основы масс-спектрометрии. Его труды охватывали электромагнетизм, проводимость газов и структуру света. Томсон написал множество научных трудов, включая «Природу материи» и «Потоки положительного электричества». Он также был президентом Лондонского королевского общества и получил Орден Заслуг в 1912 году.
Педагогическая работа и ученики
Томсон был выдающимся преподавателем и наставником. В Кавендишской лаборатории он создал научную школу, из которой вышли семь лауреатов Нобелевской премии, включая Эрнеста Резерфорда, Лоуренса Брэгга и Нильса Бора. Его сын, Джордж Пагет Томсон, также стал Нобелевским лауреатом за открытие волновых свойств электрона. Томсон считал, что преподавание помогает учёному переосмысливать фундаментальные идеи. Он активно участвовал в научных конференциях, писал учебники и выступал с лекциями в университетах США и Европы. Его подход к обучению сочетал строгость, ясность и поощрение самостоятельного мышления у студентов.
Смерть и память
Джозеф Джон Томсон скончался 30 августа 1940 года в Кембридже, в возрасте 83 лет. Его прах был захоронен в Вестминстерском аббатстве рядом с могилами Исаака Ньютона и Эрнеста Резерфорда. Его имя увековечено в названиях улиц, научных премий и медалей, включая медаль Томсона Института физики. В 1996 году в Базеле был открыт музей, посвящённый его жизни и открытиям. Томсон считается одним из основоположников атомной физики, его открытия стали основой для дальнейших исследований в области ядерной структуры и элементарных частиц. Его научное наследие продолжает влиять на развитие физики и техники в XXI веке.
