इलेक्ट्रॉन एक उपपरमाण्विक कण है जो विद्युत और चुंबकीय दोनों क्षेत्रों पर प्रतिक्रिया करता है।

19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के दौरान, भौतिकविदों ने कैथोड किरणों की घटना का सक्रिय रूप से अध्ययन किया . सबसे सरल उपकरण जिसमें उन्हें देखा गया वह दुर्लभ गैस से भरी एक सीलबंद ग्लास ट्यूब थी, जिसमें दोनों तरफ एक इलेक्ट्रोड मिलाया गया था: एक तरफ कैथोड, विद्युत बैटरी के नकारात्मक ध्रुव से जुड़ा हुआ; दूसरे के साथ - एनोड, सकारात्मक ध्रुव से जुड़ा हुआ है। जब कैथोड-एनोड जोड़ी पर उच्च वोल्टेज लागू किया गया, तो ट्यूब में दुर्लभ गैस चमकने लगी, और कम वोल्टेज पर चमक केवल कैथोड क्षेत्र में देखी गई, और बढ़ते वोल्टेज के साथ - पूरे ट्यूब के अंदर; हालाँकि, जब गैस को ट्यूब से बाहर पंप किया गया, तो एक निश्चित क्षण से शुरू होकर, चमक कैथोड क्षेत्र में गायब हो गई, एनोड के पास शेष रह गई। वैज्ञानिकों ने इसके लिए चमक को जिम्मेदार ठहराया कैथोड किरणें.

1880 के दशक के अंत तक कैथोड किरणों की प्रकृति के बारे में चर्चा ने तीव्र विवादात्मक स्वरूप धारण कर लिया। जर्मन स्कूल के प्रमुख वैज्ञानिकों के भारी बहुमत की राय थी कि कैथोड किरणें, प्रकाश की तरह, अदृश्य ईथर की तरंग गड़बड़ी हैं। इंग्लैंड में उनका मानना था कि कैथोड किरणें गैस के ही आयनित अणुओं या परमाणुओं से बनी होती हैं। प्रत्येक पक्ष के पास अपनी परिकल्पना का समर्थन करने के लिए मजबूत सबूत थे। आणविक परिकल्पना के समर्थकों ने इस तथ्य की ओर सही ही इशारा किया कि कैथोड किरणें चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में विक्षेपित हो जाती हैं, जबकि प्रकाश किरणें चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित नहीं होती हैं। इसलिए, वे आवेशित कणों से बने होते हैं। दूसरी ओर, कणिका परिकल्पना के समर्थक कई घटनाओं की व्याख्या नहीं कर सके, विशेष रूप से 1892 में खोजी गई पतली एल्यूमीनियम पन्नी के माध्यम से कैथोड किरणों के लगभग निर्बाध मार्ग का प्रभाव।

अंततः, 1897 में, युवा अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे. जे. थॉमसन ने इन विवादों को हमेशा के लिए समाप्त कर दिया, और साथ ही इलेक्ट्रॉन के खोजकर्ता के रूप में सदियों के लिए प्रसिद्ध हो गये। अपने प्रयोग में, थॉमसन ने एक बेहतर कैथोड रे ट्यूब का उपयोग किया, जिसके डिज़ाइन को इलेक्ट्रिक कॉइल्स द्वारा पूरक किया गया था जो ट्यूब के अंदर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता था (एम्पीयर के नियम के अनुसार), और समानांतर इलेक्ट्रिक कैपेसिटर प्लेटों का एक सेट जिसने अंदर एक विद्युत क्षेत्र बनाया था नली। इसके लिए धन्यवाद, चुंबकीय और विद्युत दोनों क्षेत्रों के प्रभाव में कैथोड किरणों के व्यवहार का अध्ययन करना संभव हो गया।

एक नए ट्यूब डिज़ाइन का उपयोग करते हुए, थॉमसन ने क्रमिक रूप से दिखाया कि: (1) कैथोड किरणें विद्युत की अनुपस्थिति में चुंबकीय क्षेत्र में विक्षेपित हो जाती हैं; (2) चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में कैथोड किरणें विद्युत क्षेत्र में विक्षेपित हो जाती हैं; और (3) संतुलित तीव्रता के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की एक साथ कार्रवाई के तहत, उन दिशाओं में उन्मुख जो अलग-अलग दिशाओं में विचलन का कारण बनते हैं, कैथोड किरणें सीधी रेखा में फैलती हैं, यानी, दोनों क्षेत्रों की कार्रवाई पारस्परिक रूप से संतुलित होती है।

थॉमसन ने पाया कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच का संबंध जिस पर उनका प्रभाव संतुलित होता है, उस गति पर निर्भर करता है जिस पर कण चलते हैं। मापों की एक श्रृंखला आयोजित करने के बाद, थॉमसन कैथोड किरणों की गति की गति निर्धारित करने में सक्षम थे। यह पता चला कि वे प्रकाश की गति से बहुत धीमी गति से चलते हैं, जिसका अर्थ है कि कैथोड किरणें केवल कण हो सकती हैं, क्योंकि प्रकाश सहित कोई भी विद्युत चुम्बकीय विकिरण, प्रकाश की गति से यात्रा करता है ( सेमी।विद्युत चुम्बकीय विकिरण का स्पेक्ट्रम)। ये अज्ञात कण. थॉमसन ने उन्हें "कॉर्पसकल" कहा, लेकिन वे जल्द ही "इलेक्ट्रॉन" के रूप में जाने जाने लगे।

यह तुरंत स्पष्ट हो गया कि इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं के हिस्से के रूप में मौजूद होना चाहिए - अन्यथा, वे कहां से आएंगे? 30 अप्रैल, 1897 - रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन की एक बैठक में थॉमसन द्वारा अपने परिणामों की रिपोर्ट की तारीख - को इलेक्ट्रॉन का जन्मदिन माना जाता है। और इस दिन परमाणुओं की "अविभाज्यता" का विचार अतीत की बात बन गया ( सेमी।पदार्थ की संरचना का परमाणु सिद्धांत)। दस साल से कुछ अधिक समय बाद परमाणु नाभिक की खोज के साथ युग्मित ( सेमी।रदरफोर्ड की इलेक्ट्रॉन की खोज ने परमाणु के आधुनिक मॉडल की नींव रखी।

ऊपर वर्णित "कैथोड" ट्यूब, या अधिक सटीक रूप से, कैथोड रे ट्यूब, आधुनिक टेलीविजन पिक्चर ट्यूब और कंप्यूटर मॉनिटर के सबसे सरल पूर्ववर्ती बन गए, जिसमें इलेक्ट्रॉनों की सख्ती से नियंत्रित मात्रा को गर्म कैथोड की सतह से बाहर निकाल दिया जाता है। वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रों में वे कड़ाई से निर्दिष्ट कोणों पर विक्षेपित होते हैं और स्क्रीन की फॉस्फोरसेंट कोशिकाओं पर बमबारी करते हैं, जिससे उन पर एक स्पष्ट छवि बनती है, जो फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के परिणामस्वरूप होती है, जिसकी खोज कैथोड की वास्तविक प्रकृति के बारे में हमारी जानकारी के बिना असंभव होगी। किरणें.

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"इलेक्ट्रॉन की खोज का इतिहास"

खोज, परिकल्पना के लिए पूर्वापेक्षाएँ

1749 में, बेंजामिन फ्रैंकलिन ने परिकल्पना की कि बिजली एक प्रकार का भौतिक पदार्थ है। उन्होंने विद्युत द्रव्य की परमाणु संरचना के विचार को विद्युत पदार्थ की केंद्रीय भूमिका सौंपी। चार्ज, डिस्चार्ज, पॉजिटिव चार्ज, नेगेटिव चार्ज, कैपेसिटर, बैटरी, बिजली के कण जैसे शब्द सबसे पहले फ्रैंकलिन के कार्यों में दिखाई देते हैं।

1801 में जोहान रिटर ने बिजली की एक अलग, दानेदार संरचना का विचार प्रस्तावित किया।

विल्हेम वेबर, 1846 से अपने कार्यों में, बिजली के परमाणु की अवधारणा और इस परिकल्पना का परिचय देते हैं कि भौतिक कोर के चारों ओर इसकी गति को थर्मल और प्रकाश घटनाओं द्वारा समझाया जा सकता है।

माइकल फैराडे ने इलेक्ट्रोलाइट में बिजली के वाहक के लिए "आयन" शब्द गढ़ा और प्रस्तावित किया कि आयन का एक स्थायी चार्ज होता है। जी. हेल्महोल्ट्ज़ ने 1881 में दिखाया कि फैराडे की अवधारणा मैक्सवेल के समीकरणों के अनुरूप होनी चाहिए। 1881 में जॉर्ज स्टोनी ने पहली बार इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एक मोनोवैलेंट आयन के चार्ज की गणना की, और 1891 में, अपने सैद्धांतिक कार्यों में से एक में, स्टोनी ने इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एक मोनोवैलेंट आयन के विद्युत चार्ज को दर्शाने के लिए "इलेक्ट्रॉन" शब्द का प्रस्ताव रखा।

इलेक्ट्रॉन की खोज का इतिहास

जब ल्यूसिपस और उनके छात्र डेमोक्रिटस ने पहली बार "परमाणु" की अवधारणा पेश की, तो उन्होंने इसकी कल्पना पदार्थ के एक सीमित, अविभाज्य कण के रूप में की। दो सहस्राब्दियों से भी अधिक समय के बाद, डाल्टन ने इस दृष्टिकोण का समर्थन किया। इस परिभाषा के अनुसार, परमाणु की कोई आंतरिक संरचना नहीं होनी चाहिए। आख़िरकार, यदि एक परमाणु को छोटे कणों में विभाजित किया जा सकता है, तो ये कण सच्चे परमाणु होंगे।

पूरे 19वीं सदी में. परमाणु को अविभाज्य, किसी भी विशिष्ट विशेषता से रहित और कोई आंतरिक संरचना नहीं माना जाता था। हालाँकि, ऐसे प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करने के बाद जो प्रकृति में रासायनिक भी नहीं थे, इस दृष्टिकोण को खारिज कर दिया गया था। विद्युत धारा के अध्ययन से पुरानी धारणाएँ टूटने लगीं।

जैसा कि आप जानते हैं, धनात्मक और ऋणात्मक आवेशित बिंदुओं के बीच एक विद्युत वोल्टेज स्थापित होता है। ऐसे वोल्टेज के प्रभाव में, आवेश उच्च क्षमता वाले एक बिंदु से कम क्षमता वाले बिंदु की ओर बढ़ते हैं। इस प्रकार, एक विद्युत धारा उत्पन्न होती है, जो विद्युत क्षेत्र के दो बिंदुओं के बीच संभावित अंतर को बराबर कर देती है।

बिजली के पहले शोधकर्ताओं ने, अपने अभी तक बहुत गंभीरता से प्रमाणित नहीं किए गए प्रयोगों में, स्थापित किया कि कुछ तरल पदार्थ, जैसे नमक समाधान, अपेक्षाकृत आसानी से विद्युत प्रवाह का संचालन करते हैं। बिजली, तूफान के दौरान उत्पन्न एक विद्युत निर्वहन, तुरंत हवा की कई किलोमीटर गहरी परत में फैल जाता है।

19वीं सदी के प्रयोगकर्ता निर्वात से विद्युत धारा प्रवाहित करने का प्रयास करना बहुत आकर्षक लग रहा था। लेकिन ऐसे प्रयोग के परिणाम विश्वसनीय होने के लिए, पर्याप्त गहरा वैक्यूम प्राप्त करना आवश्यक था। फैराडे के निर्वात के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित करने के प्रयास केवल इसलिए विफल रहे क्योंकि वह पर्याप्त गहरा निर्वात प्राप्त करने में असमर्थ थे।

1855 में, जर्मन ग्लासब्लोअर हेनरिक गीस्लर ने एक विशेष आकार के कांच के बर्तन बनाए और अपनी ईजाद की गई विधि का उपयोग करके उन्हें वैक्यूम किया। उनके मित्र, जर्मन भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ जूलियस प्लुकर ने वैक्यूम और गैसों में विद्युत निर्वहन का अध्ययन करने के लिए इन हेस्लर ट्यूबों का उपयोग किया।

प्लकर ने दिन की नलियों में इलेक्ट्रोडों को मिलाया, उनके बीच एक विद्युत क्षमता पैदा की और एक विद्युत प्रवाह प्राप्त किया। करंट के प्रभाव में, ट्यूबों में एक चमक दिखाई दी ("गरमागरम प्रभाव"), जिसकी प्रकृति निर्वात की गहराई पर निर्भर करती थी। पर्याप्त गहरे निर्वात में, ट्यूब में चमक गायब हो गई, और केवल एनोड के पास ट्यूब ग्लास की हरी चमक ध्यान देने योग्य थी।

1875 के आसपास, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम क्रुक्स (1832-1919) ने ऐसी ट्यूबें डिज़ाइन कीं जिनमें गहरा वैक्यूम प्राप्त किया जा सकता था (क्रूक्स ट्यूब)। निर्वात से गुजरने वाली विद्युत धारा का अध्ययन करना अधिक सुविधाजनक हो गया है। यह बिल्कुल स्पष्ट लग रहा था कि एक विद्युत धारा कैथोड पर उत्पन्न हुई और एनोड में चली गई, जहां यह एनोड के आसपास के कांच से टकराई और एक चमक पैदा की। घटना की इस समझ की वैधता को साबित करने के लिए, क्रुक्स ने ट्यूब में धातु का एक टुकड़ा रखा, और कैथोड के विपरीत छोर पर कांच पर एक छाया दिखाई दी। हालाँकि, उस समय भौतिकविदों को यह नहीं पता था कि विद्युत धारा क्या होती है। वे निश्चित रूप से यह नहीं कह सके कि वास्तव में कैथोड से एनोड की ओर क्या गति हो रही थी, हालाँकि वे निश्चित रूप से जानते थे कि यह प्रवाह एक सीधी रेखा में चल रहा था (क्योंकि धातु की छाया स्पष्ट रूप से परिभाषित थी)। इस घटना की प्रकृति के बारे में किसी निष्कर्ष पर पहुंचे बिना, भौतिकविदों ने इसे "विकिरण" के रूप में वर्गीकृत किया और 1876 में जर्मन भौतिक विज्ञानी यूजेन गोल्डस्टीन (1850-1930) ने इस प्रवाह को कैथोड किरणें कहा।

यह मान लेना स्वाभाविक है कि कैथोड किरणें प्रकाश का एक रूप है जिसमें तरंग प्रकृति होती है। तरंगें, प्रकाश की तरह, एक सीधी रेखा में चलती हैं और प्रकाश की तरह, गुरुत्वाकर्षण बलों से प्रभावित नहीं होती हैं। उसी समय, कैथोड किरणें अत्यधिक गति से चलने वाले कणों का अच्छी तरह से प्रतिनिधित्व कर सकती हैं। क्योंकि इन कणों का द्रव्यमान बेहद छोटा है या क्योंकि वे बेहद तेज़ी से चलते हैं (या दोनों कारणों से), वे या तो गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का अनुभव ही नहीं करते हैं, या यह प्रभाव किसी भी सराहनीय सीमा तक प्रकट नहीं होता है। कई दशकों तक वैज्ञानिक कैथोड किरणों की प्रकृति के संबंध में एक आम सहमति नहीं बना सके। इसके अलावा, जर्मन भौतिकविदों ने कैथोड किरणों को दोलन के रूप में मानने की पुरजोर वकालत की, और अंग्रेजी भौतिकविदों ने भी उतनी ही दृढ़ता से जोर दिया कि कैथोड किरणें कण हैं।

इस विवाद को यह स्थापित करने का प्रयास करके हल किया जा सकता है कि क्या कैथोड किरणें चुंबकीय क्षेत्र द्वारा विक्षेपित होती हैं।

स्वयं प्लुकर और, उनसे स्वतंत्र रूप से, क्रुक्स ने दिखाया कि ऐसा विचलन मौजूद है। एक और प्रश्न का समाधान होना बाकी था. यदि कैथोड किरणें आवेशित कण हैं, तो विद्युत क्षेत्र को भी उन्हें विक्षेपित करना चाहिए। हालाँकि, यह साबित करना तुरंत संभव नहीं था कि कैथोड किरणें विद्युत क्षेत्र में विक्षेपित होती हैं। केवल 1897 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जोसेफ जॉन थॉमसन (1856-1940), एक बहुत गहरे वैक्यूम के साथ ट्यूबों के साथ काम करते हुए, अंततः यह दिखाने में सक्षम थे कि कैथोड किरणें एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में विक्षेपित होती हैं।

चावल। 1

यह साक्ष्यों की शृंखला की आखिरी कड़ी थी और अब केवल इस तथ्य से सहमत होना बाकी था कि कैथोड किरणें नकारात्मक रूप से आवेशित कणों की एक धारा हैं। किसी दिए गए शक्ति के चुंबकीय क्षेत्र में किसी कण के विक्षेपण की मात्रा कण के द्रव्यमान और उसके विद्युत आवेश के परिमाण से निर्धारित होती है। थॉमसन एक कण के द्रव्यमान और आवेश के अनुपात को मापने में सक्षम थे, हालाँकि वह इन मात्राओं को अलग से नहीं माप सकते थे।

जैसा कि ज्ञात है, हाइड्रोजन परमाणु का द्रव्यमान सबसे छोटा होता है, और यदि हम मान लें कि कैथोड किरणों के एक कण का द्रव्यमान समान है, तो इसका विद्युत आवेश सबसे छोटे ज्ञात आवेश (हाइड्रोजन आयन का आवेश) से सैकड़ों गुना अधिक होना चाहिए। . वहीं, अगर हम मान लें कि कैथोड किरणों के एक कण का आवेश आयनों में देखे गए न्यूनतम आवेश के बराबर है, तो इस स्थिति में कण का द्रव्यमान हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान से कई गुना कम होना चाहिए। चूँकि थॉमसन ने केवल द्रव्यमान और आवेश का अनुपात निर्धारित किया था, दोनों विकल्प समान रूप से संभावित थे।

फिर भी, यह मानने के अच्छे कारण थे कि कैथोड किरण कण किसी भी परमाणु से बहुत छोटा था। 1911 में, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट एंड्रयूज मिलिकन (1868-1953) ने एक कण द्वारा वहन किए जा सकने वाले न्यूनतम विद्युत आवेश को काफी सटीकता से मापा, और इस तरह इस धारणा की वैधता साबित हुई।

यदि कैथोड किरण कण इतना न्यूनतम आवेश वहन करता है, तो उसका द्रव्यमान हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान का केवल 1/1837 होना चाहिए। इस प्रकार, सबसे पहले उपपरमाण्विक कणों की खोज की गई।

फैराडे के इलेक्ट्रोलिसिस के नियमों की खोज के बाद से, यह विचार रहा है कि बिजली को कणों द्वारा ले जाया जा सकता है। 1891 में, आयरिश भौतिक विज्ञानी जॉर्ज जॉन्सटन स्टोनी ने बिजली की मूल इकाई के लिए एक नाम भी प्रस्तावित किया; उन्होंने इसे इलेक्ट्रॉन कहने का प्रस्ताव रखा। तो, कैथोड किरणों के अध्ययन के परिणामस्वरूप, "बिजली के परमाणु" की खोज की गई, जिसके बारे में वैज्ञानिक आधी सदी से भी अधिक समय से सोच रहे हैं और सोच रहे हैं। जे. जे. थॉमसन के कार्य के महत्व को देखते हुए उन्हें इलेक्ट्रॉन का खोजकर्ता माना जा सकता है।

थॉमसन का प्रयोग

1895 से, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में कैवेंडिश प्रयोगशाला में जोसेफ जॉन थॉमसन ने विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में कैथोड किरणों के विक्षेपण का एक व्यवस्थित मात्रात्मक अध्ययन शुरू किया। इस कार्य के परिणाम 1897 में फिलॉसॉफिकल मैगजीन के अक्टूबर अंक में प्रकाशित हुए थे। अपने प्रयोग में, थॉमसन ने साबित किया कि कैथोड किरणें बनाने वाले सभी कण एक-दूसरे के समान हैं और पदार्थ का हिस्सा हैं। प्रयोगों का सार और परमाणुओं से भी अधिक सूक्ष्म विखंडन की स्थिति में पदार्थ के अस्तित्व के बारे में परिकल्पना थॉमसन द्वारा 29 अप्रैल, 1897 को रॉयल सोसाइटी की शाम की बैठक में प्रस्तुत की गई थी। इस संदेश का एक अंश इलेक्ट्रीशियन में प्रकाशित हुआ था। 21 मई, 1897 को। इस खोज के लिए थॉमसन को 1906 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला।

थॉमसन के प्रयोग में समानांतर धातु प्लेटों की एक प्रणाली से गुजरने वाली कैथोड किरणों के बीम का अध्ययन करना शामिल था जिसने एक विद्युत क्षेत्र बनाया और कॉइल्स की प्रणालियों ने एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया। यह पता चला कि जब दोनों क्षेत्रों को अलग-अलग लागू किया गया था, तो बीम विक्षेपित हो गए थे, और उनके बीच एक निश्चित अनुपात पर, बीम ने अपने सीधे प्रक्षेपवक्र को नहीं बदला था। यह क्षेत्र अनुपात कण गति पर निर्भर करता था। मापों की एक श्रृंखला को अंजाम देने के बाद, थॉमसन ने पाया कि कणों की गति की गति प्रकाश की गति से बहुत कम है - इस प्रकार यह दिखाया गया कि कणों में द्रव्यमान होना चाहिए। इसके बाद, यह सुझाव दिया गया कि ये कण परमाणुओं में मौजूद हैं और परमाणु का एक मॉडल प्रस्तावित किया गया था, जिसे बाद में रदरफोर्ड के प्रयोगों में विकसित किया गया था।

थॉमसन का मॉडल.

चावल। 2 थॉमसन मॉडल

थॉमसन की योग्यता इस बात का प्रमाण थी कि कैथोड किरणें बनाने वाले सभी कण एक-दूसरे के समान हैं और पदार्थ का हिस्सा हैं। एक विशेष प्रकार की डिस्चार्ज ट्यूब का उपयोग करके, थॉमसन ने कैथोड किरण कणों की गति और चार्ज-टू-मास अनुपात को मापा, जिन्हें बाद में इलेक्ट्रॉन कहा गया। ट्यूब में हाई-वोल्टेज डिस्चार्ज के प्रभाव में इलेक्ट्रॉन कैथोड से बाहर निकल गए। केवल ट्यूब की धुरी के साथ उड़ने वाले डायाफ्राम डी और ई से होकर गुजरते हैं।

भार-द्रव्यमान अनुपात. कैथोड किरणों के लिए चार्ज-टू-मास अनुपात निर्धारित करने के लिए अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे. थॉमसन द्वारा उपयोग की जाने वाली ट्यूब। इन प्रयोगों से इलेक्ट्रॉन की खोज हुई।

सामान्य मोड में, ये इलेक्ट्रॉन ल्यूमिनसेंट स्क्रीन के केंद्र से टकराते हैं। (थॉमसन की ट्यूब एक स्क्रीन वाली पहली "कैथोड रे ट्यूब" थी, जो टेलीविज़न पिक्चर ट्यूब का अग्रदूत थी।) ट्यूब में इलेक्ट्रिक कैपेसिटर प्लेटों की एक जोड़ी भी थी, जो सक्रिय होने पर, इलेक्ट्रॉनों को विक्षेपित कर सकती थी।

इसके अलावा, ट्यूब के उसी क्षेत्र में करंट ले जाने वाले कॉइल्स की एक जोड़ी का उपयोग करके एक चुंबकीय क्षेत्र बनाया जा सकता है, जो विपरीत दिशा में इलेक्ट्रॉनों को विक्षेपित करने में सक्षम है। चुंबकीय क्षेत्र द्वारा लगाया गया बल क्षेत्र की ताकत, कण की गति और उसके आवेश के समानुपाती होता है। थॉमसन ने विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को समायोजित किया ताकि इलेक्ट्रॉनों का कुल विक्षेपण शून्य हो, अर्थात। इलेक्ट्रॉन किरण अपनी मूल स्थिति में लौट आई। इलेक्ट्रॉन परमाणु थॉम्पसन फ्रैंकलिन

थॉमसन ने पाया कि यह गति ट्यूब में वोल्टेज पर निर्भर करती है और इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा इस वोल्टेज के सीधे आनुपातिक होती है। इलेक्ट्रॉन की गति की अभिव्यक्ति के साथ समीकरणों को जोड़कर, उन्होंने आवेश और द्रव्यमान का अनुपात पाया।

थॉमसन के प्रयोगों से पता चला कि विद्युत निर्वहन में इलेक्ट्रॉन किसी भी पदार्थ से उत्पन्न हो सकते हैं। चूँकि सभी इलेक्ट्रॉन समान हैं, तत्वों में केवल इलेक्ट्रॉनों की संख्या में अंतर होना चाहिए। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान के छोटे मूल्य ने संकेत दिया कि परमाणु का द्रव्यमान उनमें केंद्रित नहीं था। जे. थॉमसन, जिन्होंने परमाणु की संरचना के प्रायोगिक अध्ययन में बहुत बड़ा योगदान दिया, ने एक ऐसा मॉडल खोजने की कोशिश की जो इसके सभी ज्ञात गुणों की व्याख्या कर सके। चूँकि किसी परमाणु के द्रव्यमान का प्रमुख अनुपात उसके धनावेशित भाग में केंद्रित होता है, उन्होंने माना कि परमाणु लगभग 10-10 मीटर की त्रिज्या के साथ धनात्मक आवेश का एक गोलाकार वितरण है, और इसकी सतह पर लोचदार द्वारा धारण किए गए इलेक्ट्रॉन हैं वे बल जो उन्हें दोलन करने की अनुमति देते हैं (चित्र 3)। इलेक्ट्रॉनों का शुद्ध ऋणात्मक आवेश वास्तव में धनात्मक आवेश को रद्द कर देता है, जिससे परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ हो जाता है। इलेक्ट्रॉन गोले पर हैं, लेकिन संतुलन स्थिति के सापेक्ष सरल हार्मोनिक दोलन कर सकते हैं।

चावल। 3 थॉमसन के मॉडल के अनुसार परमाणु (मॉडल को "किशमिश पुडिंग" के रूप में जाना जाता है)

ऐसे दोलन केवल कुछ निश्चित आवृत्तियों पर ही हो सकते हैं, जो गैस-डिस्चार्ज ट्यूबों में देखी गई संकीर्ण वर्णक्रमीय रेखाओं के अनुरूप होते हैं। इलेक्ट्रॉनों को उनके स्थान से काफी आसानी से हटाया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए "आयन" बनते हैं जो मास स्पेक्ट्रोग्राफ प्रयोगों में "चैनल बीम" बनाते हैं। एक्स-रे इलेक्ट्रॉनों के मौलिक कंपन के बहुत उच्च स्वर के अनुरूप होते हैं। रेडियोधर्मी परिवर्तनों के दौरान उत्पन्न अल्फा कण सकारात्मक क्षेत्र का हिस्सा होते हैं, जो परमाणु के कुछ ऊर्जावान विखंडन के परिणामस्वरूप इससे बाहर निकल जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों को लोचदार बलों द्वारा सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए क्षेत्र के अंदर रखा जाता है। उनमें से जो सतह पर हैं उन्हें एक आयनित परमाणु छोड़कर, काफी आसानी से "खत्म" किया जा सकता है। हालाँकि, इस मॉडल पर कई आपत्तियाँ उठाई गईं।

इलेक्ट्रॉन की खोज का आधुनिक भौतिकी के विकास पर जबरदस्त प्रभाव पड़ा, जिससे विकिरण के तंत्र और विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के अवशोषण, पदार्थ के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों के संपर्क के तंत्र की खोज हुई। इलेक्ट्रॉन आज इलेक्ट्रॉनिक्स की एक भव्य इमारत की नींव बन गया है।

इलेक्ट्रॉन न केवल एक वस्तु बन गया, बल्कि पदार्थ के गुणों को उत्सर्जित करने का एक साधन भी बन गया। इसका स्पष्ट उदाहरण त्वरक प्रौद्योगिकी का तीव्र विकास है।

संदर्भ

1) http://allchem.ru/pages/history/104

2) https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B8%D0%B5_%D1%8D %D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B0

3) http://element y.ru/trefil/19

4) http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/FIZIKA

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प्रस्तुति, 08/28/2013 को जोड़ा गया

परमाणु प्रतिक्षेप ऊर्जा. विकिरण सापेक्षतावादी प्रभाव. नाभिक से दूर जाने वाले इलेक्ट्रॉन की गति। गठित आयन की गतिज ऊर्जा. गामा क्वांटा की तरंग दैर्ध्य, प्रकाश की तरंगें। क्षय से पहले पियोन का वेग. हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का स्तर।

सार, 11/22/2011 जोड़ा गया

स्थिर अवस्था में इलेक्ट्रॉन के लक्षण. गोलाकार कार्यों की रूढ़िवादिता के लिए शर्त। रेडियल फ़ंक्शन के लिए समाधान. हाइड्रोजन परमाणु की ऊर्जा अवस्थाओं और क्रमिक पैटर्न की योजना। इलेक्ट्रॉन स्पिन के कारण सुधार।

जे.जे. थॉमसन और भौतिकी के विकास में उनका योगदान
XX सदी

उनके जन्म की 150वीं वर्षगांठ पर

एक सौ पचास साल पहले इंग्लैंड में, मैनचेस्टर के एक सेकंड-हैंड पुस्तक विक्रेता के परिवार में, एक लड़के का जन्म हुआ जो 19वीं सदी के अंत और 20वीं सदी की शुरुआत के सबसे प्रमुख भौतिकविदों में से एक बन गया। यह 18 दिसंबर, 1856 को हुआ था और यह बच्चा था जोसेफ जॉन थॉमसन. भौतिकी के विकास में उनका योगदान प्रभावशाली है: 1897 में इलेक्ट्रॉन की प्रायोगिक खोज, भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित (1906); इलेक्ट्रॉनों को शामिल करने वाले परमाणु के पहले मॉडल में से एक (1903); आइसोटोप के अस्तित्व का पहला प्रायोगिक साक्ष्य (1912), भौतिकविदों के एक बड़े वैज्ञानिक स्कूल का निर्माण, जिसका सबसे प्रमुख प्रतिनिधि अर्नेस्ट रदरफोर्ड है - यह इस बात की पूरी सूची नहीं है कि इस व्यक्ति ने अपने लंबे जीवन के दौरान विज्ञान में क्या किया . इसीलिए, उनकी जयंती के वर्ष में, न केवल उनकी वैज्ञानिक विरासत को याद करना महत्वपूर्ण लगता है, बल्कि हमारे समय के लिए इस विरासत के महत्व का आकलन करने का भी प्रयास करना है। और एक कारण और भी है. कई लोगों के मन में - पेशेवर भौतिक विज्ञानी और विज्ञान के इतिहास में रुचि रखने वाले दोनों - इस वैज्ञानिक का नाम, जिसे उनके समकालीन लोग संक्षेप में "गि-गी" कहते थे, अक्सर कई लोगों के नामों से ढका रहता है। पिछली शताब्दी के अन्य उत्कृष्ट भौतिकविदों, और दूसरी ओर, कभी-कभी उन्हें गलती से अपने पुराने समकालीन, विलियम थॉमसन (1824-1907) की वैज्ञानिक खूबियों का श्रेय दिया जाता है, जिन्हें उनकी उत्कृष्ट वैज्ञानिक उपलब्धियों के लिए 1892 में लॉर्ड केल्विन की उपाधि मिली थी। (ध्यान दें कि बाद वाले ने न केवल पूर्ण तापमान पैमाने का प्रस्ताव दिया, बल्कि एक दोलन सर्किट में दोलन की अवधि के लिए 1853 थॉमसन का सूत्र भी स्थापित किया, जिसका अब स्कूल में अध्ययन किया जाता है)। यह परिस्थिति भी यही कारण है कि जे. जे. थॉमसन विशेष उल्लेख के पात्र हैं।

अपनी युवावस्था में, थॉमसन एक इंजीनियर बनना चाहते थे और उन्होंने संबंधित प्रोफ़ाइल के मैनचेस्टर कॉलेजों में से एक में प्रवेश भी लिया। लेकिन जल्द ही, उनके पिता की मृत्यु के कारण, उन्हें धन की कमी के कारण अपनी इंजीनियरिंग की पढ़ाई बाधित करने के लिए मजबूर होना पड़ा। "हालांकि, गणित, भौतिकी और रसायन विज्ञान का अध्ययन करने के बाद, 1876 में वह ट्रिनिटी कॉलेज में छात्रवृत्ति प्राप्त करने में कामयाब रहे, और यह कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के साथ था कि थॉमसन का संपूर्ण शैक्षणिक जीवन जुड़ा हुआ था।" (*शब्द " ट्रिनिटी"अंग्रेजी से अनुवादित. का अर्थ है "ट्रिनिटी", अर्थात्। ट्रिनिटी कॉलेज सेंट का कॉलेज है। ट्रिनिटी.")

थॉमसन ने 1880 में विश्वविद्यालय से स्नातक की उपाधि प्राप्त की, और उनका पहला वैज्ञानिक कार्य इसी समय (19वीं सदी के शुरुआती 90 के दशक) का है। वे मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स के विकास के लिए समर्पित हैं। इस प्रकार, आवेशित गेंद की गति की समस्या को हल करते हुए, थॉमसन इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि आवेश का स्पष्ट द्रव्यमान इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ऊर्जा के कारण बढ़ता है, और इस निष्कर्ष को बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में और विकसित किया गया था। सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में, विशेष रूप से, ए. पोंकारे के कार्यों में। 1884 में, 28 वर्ष की आयु में, थॉमसन कैवेंडिश प्रयोगशाला के निदेशक बने, उन्होंने इस पद पर जे. भौतिक घटनाओं की गतिशीलता के बारे में, जिसे जी. हर्ट्ज़ ने बाद में "एक अद्भुत ग्रंथ" कहा: "लेखक यहां गतिशीलता के परिणामों को विकसित करता है, जो न्यूटन के गति के नियमों के साथ, नए, स्पष्ट रूप से व्यक्त नहीं किए गए परिसरों पर आधारित हैं। मैं इस ग्रंथ में शामिल हो सका; वास्तव में, इस ग्रंथ से परिचित होने से पहले ही मेरा अपना शोध काफी आगे बढ़ चुका था," हर्ट्ज ने अपने जीवन के अंतिम वर्ष में थॉमसन के शोध प्रबंध के बारे में "प्रिंसिपल्स ऑफ मैकेनिक्स सेट फॉरवर्ड इन ए न्यू कनेक्शन" (1894) पुस्तक की प्रस्तावना में लिखा था। ).

इलेक्ट्रॉन की खोज

1। पृष्ठभूमि।अपने लेख "द साइंटिफिक एक्टिविटी ऑफ बेंजामिन फ्रैंकलिन" (1956) में, शिक्षाविद् पी.एल. कपित्सा ने 1749 के अपने एक पत्र का एक अंश उद्धृत किया है: "विद्युत पदार्थ में अत्यंत छोटे कण होते हैं, क्योंकि वे धातु जैसे घने सामान्य पदार्थों में इतनी आसानी और स्वतंत्रता के साथ प्रवेश कर सकते हैं कि उन्हें कोई ध्यान देने योग्य प्रतिरोध का अनुभव नहीं होता है। इन शब्दों पर टिप्पणी करते हुए, पी.एल. कपित्सा लिखते हैं: “आजकल हम इन “अत्यंत छोटे कणों” को इलेक्ट्रॉन कहते हैं। फ्रैंकलिन ने आगे किसी भी पिंड को बिजली के इन कणों से संतृप्त स्पंज के रूप में माना। पिंडों का विद्युतीकरण इस तथ्य में निहित है कि जिस पिंड में विद्युत कणों की अधिकता है वह सकारात्मक रूप से चार्ज होता है; यदि किसी शरीर में इन कणों की कमी है, तो यह नकारात्मक रूप से चार्ज होता है।

इस प्रकार, विद्युत आवेश के वाहक कणों के अस्तित्व के बारे में अनुमान 18वीं शताब्दी में व्यक्त किए गए थे। "विद्युत द्रव" की दानेदार संरचना के विचार के आधार पर इलेक्ट्रोडायनामिक्स के निर्माण का पहला प्रयास 40 के दशक में किया गया था। XIX सदी जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम एडुआर्ड वेबर (1804-1891), जिन्होंने इन कणों को भारहीन माना और उन्हें "विद्युत द्रव्यमान" कहा, अनिवार्य रूप से "द्रव्यमान" शब्द को "आवेश" शब्द के बराबर माना। मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स में, जिसे उन्होंने मुख्य रूप से 60 के दशक में विकसित किया था। XIX सदी इस प्रकार के कणों का उल्लेख नहीं किया गया है: इसमें क्षेत्र दृष्टिकोण हावी है, और बिजली को कंडक्टरों में चलने वाले किसी प्रकार के असम्पीडित तरल पदार्थ के रूप में माना जाता है। मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स में विद्युत आवेशों की विसंगति के विचार को पेश करने का प्रयास पहली बार 1878 में जी. लोरेंत्ज़ द्वारा किया गया था। इस प्रकार, 1892 में, अपने काम "मैक्सवेल्स इलेक्ट्रोमैग्नेटिक थ्योरी एंड इट्स एप्लीकेशन टू मूविंग बॉडीज" में लोरेंज ने लिखा: "यह मान लेना पर्याप्त होगा कि सभी वजनदार निकायों में सकारात्मक या नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कई छोटे कण होते हैं, और सभी विद्युत घटनाएं होती हैं इन कणों के विस्थापन से. इस अवधारणा के अनुसार, विद्युत आवेश एक विशिष्ट चिन्ह के कणों की अधिकता के कारण होता है, विद्युत धारा इन कणों के प्रवाह के कारण होती है, और ठोस इन्सुलेटर में "ढांकता हुआ विस्थापन" होता है यदि उनमें विद्युतीकृत कण होते हैं अपनी संतुलन स्थिति से हटा दिए जाते हैं।

इन परिकल्पनाओं में इलेक्ट्रोलाइट्स के संबंध में कुछ भी नया नहीं है, और वे बिजली के पुराने सिद्धांत में मौजूद धातु कंडक्टरों के बारे में विचारों के साथ एक निश्चित समानता का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह विद्युत तरल के परमाणुओं से आवेशित कणिकाओं तक बहुत दूर नहीं है।

दुर्लभ गैसों में विद्युत घटना की विशेषताओं से संबंधित अध्ययन विशेष रूप से उल्लेखनीय हैं। 70 के दशक में जर्मन भौतिक विज्ञानी यूजेन गोल्डस्टीन (1850-1930) ने कैथोड किरणों की अवधारणा को भौतिकी में पेश किया और सुझाव दिया कि उनकी प्रकृति में वे प्रकाश के समान हैं, एकमात्र अंतर यह है कि प्रकाश शरीर द्वारा अपने चारों ओर सभी दिशाओं में उत्सर्जित होता है, और कैथोड किरणें उत्सर्जित होती हैं। केवल कैथोड की सतह के लंबवत, लेकिन दोनों प्रक्रियाएं स्वभाव से तरंग प्रक्रियाएं हैं। 70 के दशक के अंत में गोल्डस्टीन के प्रयोग। XIX सदी उत्कृष्ट अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी विलियम क्रुक्स (1832-1919) द्वारा इसे बेहतर रूप में दोहराया गया। गैस-डिस्चार्ज ट्यूब में एक रेडियोमीटर डालने के बाद, जिसे उन्होंने 1873 में डिजाइन किया था, क्रुक्स ने कैथोड किरणों के प्रभाव में इसके घूर्णन की खोज की, जिससे उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि ये किरणें ऊर्जा और गति को स्थानांतरित करती हैं। कैथोड किरणों के मार्ग में ट्यूब में एक धातु क्रॉस रखने के बाद, क्रुक्स ने ट्यूब के फ्लोरोसेंट ग्लास पर इसकी छाया की खोज की और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि कैथोड किरणें एक सीधी रेखा में फैलती हैं। उन्हें प्रयोगात्मक रूप से विश्वास था कि इन किरणों को चुंबक द्वारा एक दिशा या किसी अन्य दिशा में विक्षेपित किया जा सकता है। उसने किरणों को कुछ कहा चौथीया अल्ट्रागैसियसपदार्थ की अवस्था, या दीप्तिमान पदार्थ, जिसकी, हालांकि, एक कणिका प्रकृति है, जिसे ब्रह्मांडीय पैमाने पर व्याख्या की गई है: "पदार्थ की इस चौथी अवस्था का अध्ययन करते समय, यह विचार बनता है कि आखिरकार हमारे पास "अंतिम" कण हैं, जिन्हें हम उचित रूप से "अंतिम" कण मान सकते हैं। ब्रह्माण्ड की भौतिकी का आधार।"

कैथोड किरणों की प्रकृति की कणिका अवधारणा का पहले से उल्लेखित तरंग अवधारणा द्वारा विरोध किया गया था। क्रुक्स का मानना था कि कैथोड किरणें गैस-डिस्चार्ज ट्यूब में निहित अवशिष्ट गैस के अणु हैं; कैथोड के संपर्क में आने पर, वे इससे नकारात्मक चार्ज प्राप्त करते हैं और कैथोड से विकर्षित हो जाते हैं। लेकिन फिर उन्हें विद्युत क्षेत्र द्वारा विक्षेपित किया जाना चाहिए। जी. हर्ट्ज़ द्वारा किए गए प्रयोगों से पता चला कि वे विद्युत क्षेत्र से विक्षेपित नहीं होते हैं। 1892 में, हर्ट्ज़ प्रयोगात्मक रूप से आश्वस्त हो गए कि कैथोड किरणें पतली एल्यूमीनियम प्लेटों से गुजर सकती हैं। लेकिन अगर ऐसा है, तो यह स्पष्ट नहीं है कि विद्युतीकृत अणु धातु से कैसे गुजर सकते हैं। दूसरी ओर, एक चुंबकीय क्षेत्र प्रकाश तरंगों को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन क्रुक्स के प्रयोगों से पता चला है कि यह क्षेत्र कैथोड किरणों पर कार्य करता है। इस प्रकार, 90 के दशक की शुरुआत में। XIX सदी एक समस्या थी जिसके समाधान की आवश्यकता थी। कैथोड किरणें क्या हैं - तरंगें या कण?

2. जे. पेरिन और जे. थॉमसन - कैथोड किरणों की प्रकृति की समस्या का समाधान. चित्र में. चित्र 1 उस प्रयोग का एक आरेख दिखाता है जो 1895 में जीन बैप्टिस्ट पेरिन (1870-1942) द्वारा किया गया था। कैथोड के सामने डिस्चार्ज ट्यूब के अंदर एनइलेक्ट्रोस्कोप से जुड़ा एक धातु सिलेंडर 10 सेमी की दूरी पर रखा गया था ए बी सी डी(जैकेटयुक्त ईएफजीएच) कैथोड के विपरीत एक छोटे छेद के साथ। जब ट्यूब चल रही थी, कैथोड किरणों की एक किरण सिलेंडर में प्रवेश करती थी, और सिलेंडर को हमेशा नकारात्मक चार्ज प्राप्त होता था। यदि कैथोड किरणों को विक्षेपित करने के लिए चुंबक का उपयोग किया जाता था ताकि वे सिलेंडर में प्रवेश न करें, तो इलेक्ट्रोस्कोप कोई रीडिंग नहीं देता था। इससे यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि कैथोड किरणें नकारात्मक विद्युत आवेश ले जाती हैं, और इसलिए हम कणों के प्रवाह के बारे में बात कर रहे हैं।

हालाँकि, तरंग अवधारणा के समर्थकों ने निम्नलिखित आपत्ति सामने रखी। यह स्वीकार करते हुए कि कैथोड आवेशित कणों का उत्सर्जन कर सकता है, उन्होंने इस बात से इनकार किया कि ये कण कैथोड किरणें थे। जब कैथोड किरणें ट्यूब की दीवार से टकराती हैं, तो ट्यूब चमकने लगती है, लेकिन कैथोड द्वारा चमक और कणों का निष्कासन, उनकी राय में, दो अलग-अलग घटनाएं हो सकती हैं, जैसे बैरल से एक तोपखाने के गोले का निकलना बंदूक की चमक और इस प्रक्रिया के साथ आने वाली फ्लैश अलग-अलग घटनाएं हैं।

प्रयोगात्मक रूप से यह साबित करना आवश्यक था कि कैथोड द्वारा आवेशित कणों का निष्कासन और डिस्चार्ज ट्यूब की दीवार की चमक आपस में जुड़ी हुई है, कि हम विभिन्न भौतिक घटनाओं के बारे में नहीं, बल्कि एक के बारे में बात कर रहे हैं। यह साक्ष्य जे.जे. थॉमसन ने 1897 में अपने प्रयोगों में प्रस्तुत किया था, जो पेरिन के प्रयोगों के भिन्न रूप थे। छेद वाला सिलेंडर कैथोड के सामने नहीं, बल्कि उसके किनारे पर स्थित था, जिसके लिए ट्यूब की ज्यामिति ही बदल दी गई थी, चित्र। 2. इस मामले में, शुरुआत में ट्यूब की कांच की दीवार में प्रतिदीप्ति देखी गई थी, लेकिन यह तब गायब हो गई जब कैथोड किरणों को एक चुंबक द्वारा विक्षेपित किया गया और एक इलेक्ट्रोस्कोप से जुड़े सिलेंडर के छेद में "नेतृत्व" किया गया, जिसने एक नकारात्मक चार्ज दर्ज किया . इस प्रकार, यह सिद्ध हो गया कि ट्यूब की दीवार की चमक और सिलेंडर की चार्जिंग एक ही कणों के कारण होती है। और इसके अलावा, अपने प्रयोगों में थॉमसन वह करने में कामयाब रहे जो हर्ट्ज़ करने में विफल रहा: वह एक विद्युत क्षेत्र द्वारा कैथोड किरणों के विक्षेपण को प्राप्त करने में कामयाब रहे (हर्ट्ज़ के प्रयोगों में, ट्यूब में अवशिष्ट गैस की चालकता से सब कुछ खराब हो गया था, जो उत्पन्न हुआ) कैथोड किरणों के प्रभाव में)।

अतः कैथोड किरणें कण हैं। कौन सा? उनके गुण, उनकी विशेषताएं क्या हैं? थॉमसन ने यांत्रिकी के नियमों के साथ उनकी गति का वर्णन करके इन सवालों का जवाब दिया। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में उन्हें उसी तरह व्यवहार करना चाहिए जैसे गिरते हुए पिंड पृथ्वी की सतह के पास व्यवहार करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि कोई धनावेशित कण दो क्षैतिज प्लेटों के बीच की जगह में खुद को पाता है, जिनमें से ऊपरी एक सकारात्मक रूप से चार्ज है और निचला एक नकारात्मक चार्ज है, तो यह कण ऊपरी प्लेट से विकर्षित हो जाएगा और निचली प्लेट की ओर आकर्षित हो जाएगा। , अर्थात। त्वरण के साथ नीचे की ओर बढ़ें। यदि यह कण प्लेटों के विमानों के समानांतर निर्देशित गति के साथ इन प्लेटों के बीच की जगह में उड़ता है, तो यह एक परवलयिक प्रक्षेपवक्र के साथ निचली प्लेट तक पहुंचेगा, अर्थात। उसी प्रकार गति करें जैसे पृथ्वी की सतह के समानांतर गति से फेंका गया पत्थर पृथ्वी की सतह पर गिरता है। यदि प्लेटों के बीच की जगह में ड्राइंग से परे या ड्राइंग से निर्देशित एक चुंबकीय क्षेत्र भी है, तो, सबसे पहले, लोरेंत्ज़ बल (चुंबकीय बल) अध्ययन के तहत चार्ज कण पर कार्य करेगा, और इसकी दिशा से कोई भी न्याय कर सकता है आवेश का संकेत, और दूसरी बात, विद्युत और चुंबकीय बल एक दूसरे को रद्द कर सकते हैं यदि उन्हें विपरीत दिशाओं में निर्देशित किया जाए। विद्युत बल की गणना कण आवेश और विद्युत क्षेत्र की ताकत के उत्पाद के रूप में की जाती है; चुंबकीय बल की गणना कण की गति और चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण द्वारा इस आवेश के उत्पाद के रूप में की जाती है (वेग और प्रेरण वैक्टर के बीच का कोण 90° होने दें)। फिर हमें मिलता है ईई = इबी, अर्थात। इ = बी. यहां से यह तुरंत स्पष्ट हो जाता है कि आवेशित कण की गति की गति की गणना विद्युत क्षेत्र की ताकत के अनुपात के रूप में की जाती है इचुंबकीय क्षेत्र प्रेरण के लिए बी. हालाँकि, यह ज्ञात है कि लोरेंत्ज़ बल एक आवेशित कण 2 / को अभिकेन्द्रीय त्वरण प्रदान करता है। आर; तब आप कण के विशिष्ट आवेश का मान ज्ञात कर सकते हैं, अर्थात। आवेश और कण द्रव्यमान का अनुपात:

इस परिणाम से निम्नलिखित देखा जा सकता है. अध्ययन के तहत कण का विशिष्ट आवेश चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण और विद्युत क्षेत्र की ताकत (यानी, प्लेटों के बीच संभावित अंतर पर) पर निर्भर करता है। किसी कण का विशिष्ट आवेश ट्यूब में अवशिष्ट गैस के रासायनिक गुणों पर, ट्यूब के ज्यामितीय आकार पर, उस सामग्री पर जिससे इलेक्ट्रोड बनाए जाते हैं, कैथोड किरणों की गति पर निर्भर नहीं करता है (थॉमसन के प्रयोगों में) 1897 में यह गति 0.1 थी साथ, कहाँ साथ- निर्वात में प्रकाश की गति) और किसी अन्य भौतिक पैरामीटर पर नहीं। कैथोड किरणें कैथोड से उत्सर्जित अवशिष्ट गैस आयन नहीं हैं, जैसा कि क्रूक्स का मानना था, लेकिन वे अभी भी कण हैं। और यदि उनका विशिष्ट आवेश स्थिर है, तो हम समान कणों के बारे में बात कर रहे हैं। इन कणों के द्रव्यमान को ग्राम में और आवेश को एसजीएसएम में व्यक्त करते हुए, जैसा कि उन दिनों प्रथागत था, थॉमसन ने कणों का विशिष्ट आवेश 1.7 · 10 7 इकाइयों के बराबर प्राप्त किया। एसजीएसएम/जी. उनके प्रयोग की उच्च सटीकता का प्रमाण इस तथ्य से मिलता है कि एक इलेक्ट्रॉन के विशिष्ट आवेश का आधुनिक मान (1.76 ± 0.002)10 7 इकाई है। एसजीएसएम/जी.

विशिष्ट आवेश के प्राप्त मूल्य के आधार पर, कणों के द्रव्यमान का अनुमान लगाने का प्रयास किया जा सकता है। जब प्रयोग किए गए, तब तक हाइड्रोजन आयन के विशिष्ट आवेश का मान पहले से ही ज्ञात था (10 4 एसजीएसएम इकाइयाँ/जी)। "इलेक्ट्रॉन" शब्द भी उस समय तक अस्तित्व में था; इसे 1891 में आयरिश भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ जॉर्ज स्टोनी (1826-1911) द्वारा इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एक मोनोवालेंट आयन के इलेक्ट्रिक चार्ज को नामित करने के लिए उपयोग में लाया गया था, और थॉमसन के शोध के बाद यह शब्द था उनके द्वारा खोजे गए कणों में स्थानांतरित कर दिया गया। और अगर हम मान लें कि इलेक्ट्रॉन का आवेश और द्रव्यमान किसी तरह हाइड्रोजन आयन के संगत मूल्यों से संबंधित है, तो दो विकल्प संभव थे:

ए) इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान हाइड्रोजन आयन के द्रव्यमान के बराबर है, तो इलेक्ट्रॉन का आवेश हाइड्रोजन आयन के आवेश से 10 3 गुना अधिक होना चाहिए। हालाँकि, जर्मन भौतिक विज्ञानी फिलिप लेनार्ड के शोध ने ऐसी धारणा की असत्यता को दिखाया। उन्होंने पाया कि हवा में कैथोड किरणें बनाने वाले कणों का औसत मुक्त पथ 0.5 सेमी है, जबकि हाइड्रोजन आयन के लिए यह 10-5 सेमी से कम है। इसका मतलब है कि नए खोजे गए कणों का द्रव्यमान छोटा होना चाहिए;

बी) कण का आवेश हाइड्रोजन आयन के आवेश के बराबर होता है, लेकिन इस स्थिति में इस कण का द्रव्यमान हाइड्रोजन आयन के द्रव्यमान से 10 3 गुना कम होना चाहिए। थॉमसन इस विकल्प पर सहमत हुए।

फिर भी, किसी तरह सीधे इलेक्ट्रॉन के आवेश या उसके द्रव्यमान को मापना बेहतर होगा। निम्नलिखित परिस्थिति ने समस्या को हल करने में मदद की। उसी 1897 में, जब थॉमसन ने कैथोड किरणों के अध्ययन पर अपने प्रयोग किए, तो उनके छात्र चार्ल्स विल्सन ने पाया कि जल वाष्प से सुपरसैचुरेटेड हवा में, प्रत्येक आयन भाप संघनन का केंद्र बन जाता है: आयन भाप की बूंदों को आकर्षित करता है, और गठन पानी की एक बूंद की शुरुआत होती है, जो तब तक बढ़ती है जब तक वह दिखाई न देने लगे। (बाद में, 1911 में, विल्सन ने स्वयं इस खोज का उपयोग करते हुए अपना प्रसिद्ध उपकरण - विल्सन कक्ष बनाया)। थॉमसन ने इस प्रकार अपने छात्र की खोज का लाभ उठाया। आइए मान लें कि एक आयनित गैस में एक निश्चित संख्या में आयन होते हैं जिनका चार्ज समान होता है, और ये आयन एक ज्ञात गति से चलते हैं। गैस के तीव्र विस्तार से उसका अधिसंतृप्ति होता है और प्रत्येक आयन संघनन का केंद्र बन जाता है। वर्तमान ताकत आयनों की संख्या और प्रत्येक आयन के आवेश और उसकी गति के गुणनफल के बराबर है। धारा की शक्ति मापी जा सकती है, आयनों की गति की गति भी मापी जा सकती है, और यदि आप किसी तरह कणों की संख्या निर्धारित कर लें, तो आप एक कण का आवेश ज्ञात कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, सबसे पहले, संघनित जल वाष्प का द्रव्यमान मापा गया, और दूसरा, एक बूंद का द्रव्यमान। उत्तरार्द्ध निम्नानुसार स्थित था। हवा में बूंदों के गिरने पर विचार किया गया। स्टोक्स सूत्र के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में इस गिरावट की गति बराबर होती है,

- उस माध्यम की चिपचिपाहट का गुणांक जिसमें बूंद गिरती है, यानी। वायु। इस गति को जानकर आप बूंद की त्रिज्या ज्ञात कर सकते हैं आरऔर उसका आयतन, यह मानते हुए कि बूंद गोलाकार है। इस आयतन को पानी के घनत्व से गुणा करने पर हम एक बूंद का द्रव्यमान ज्ञात करते हैं। संघनित द्रव के कुल द्रव्यमान को एक बूंद के द्रव्यमान से विभाजित करने पर, हम उनकी संख्या ज्ञात करते हैं, जो गैस आयनों की संख्या के बराबर होती है जिसके माध्यम से एक आयन का आवेश स्थित होता है। बड़ी संख्या में मापों के औसत के रूप में, थॉमसन ने वांछित चार्ज के लिए 6.5·10-10 इकाइयों का मान प्राप्त किया। एसजीएसएम, जो उस समय पहले से ही ज्ञात हाइड्रोजन आयन के चार्ज के साथ काफी संतोषजनक समझौते में था।

ऊपर चर्चा की गई विधि को 1899 में विल्सन द्वारा सुधारा गया था। नकारात्मक चार्ज वाली बूंद के ऊपर एक सकारात्मक चार्ज वाली प्लेट थी, जो अपने आकर्षण से बूंद पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल को संतुलित करती थी। इस स्थिति से संघनन नाभिक के आवेश का पता लगाना संभव हो सका। एक प्रासंगिक प्रश्न यह है: क्या बूंद का आवेश वास्तव में इलेक्ट्रॉन का आवेश है? क्या यह आयनित अणुओं का आवेश नहीं है, जिसका इलेक्ट्रॉन के आवेश के बराबर होना आवश्यक नहीं है? थॉमसन ने दिखाया कि एक आयनित अणु का आवेश वास्तव में एक इलेक्ट्रॉन के आवेश के बराबर होता है, पदार्थ के आयनीकरण की विधि की परवाह किए बिना प्रकट होता है, और इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान हमेशा एक मोनोवैलेंट आयन के आवेश के बराबर होता है। इस आवेश के मान को इलेक्ट्रॉन के विशिष्ट आवेश के व्यंजक में प्रतिस्थापित करके, हम बाद वाले का द्रव्यमान ज्ञात कर सकते हैं। यह द्रव्यमान हाइड्रोजन आयन के द्रव्यमान से लगभग 1800 गुना कम निकलता है। वर्तमान में, मौलिक स्थिरांक के निम्नलिखित मान स्वीकार किए जाते हैं: इलेक्ट्रॉन चार्ज 1.601 10 -19 C है; इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान 9.08·10-28 ग्राम है, जो हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान से लगभग 1840 गुना कम है।

कैथोड किरणों के गुणों और प्रकृति पर थॉमसन के शोध के संबंध में, मैं फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की प्रकृति के अध्ययन में उनके योगदान का भी उल्लेख करना चाहूंगा। उस समय, इस घटना के तंत्र में कोई स्पष्टता नहीं थी - न तो ए.जी. स्टोलेटोव (जिनकी मृत्यु मई 1896 में, यानी इलेक्ट्रॉन की खोज से पहले) के कार्यों में हुई थी, न ही यूरोपीय भौतिकविदों - इतालवी ए के कार्यों में। रीगा, जर्मन वी. गैल्वैक्स, और इससे भी अधिक जी. हर्ट्ज़ के अध्ययन में, जिनकी 1894 में मृत्यु हो गई। 1899 में थॉमसन, कैथोड किरणों के गुणों के अध्ययन की विधि के समान एक प्रयोगात्मक विधि का उपयोग करके फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अध्ययन कर रहे थे, निम्नलिखित की स्थापना की. यदि हम मानते हैं कि फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के दौरान उत्पन्न होने वाली विद्युत धारा नकारात्मक रूप से आवेशित कणों का प्रवाह है, तो हम सैद्धांतिक रूप से उस कण की गति की गणना कर सकते हैं जो इस धारा को बनाता है, साथ ही उस पर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के साथ कार्य करता है। थॉमसन के प्रयोगों ने पुष्टि की कि जब कैथोड पराबैंगनी किरणों से प्रकाशित होता है तो दो विपरीत आवेशित प्लेटों के बीच का प्रवाह नकारात्मक रूप से आवेशित कणों का प्रवाह होता है। इन कणों के आवेश का मापन, उसी विधि का उपयोग करके किया गया जिसके द्वारा थॉमसन ने पहले आयनों के आवेश को मापा था, एक औसत आवेश मान दिया जो कैथोड किरणें बनाने वाले कणों के आवेश मान के परिमाण के क्रम के करीब था। यहां से थॉमसन ने निष्कर्ष निकाला कि दोनों मामलों में हमें एक ही प्रकृति के कणों के बारे में बात करनी चाहिए, यानी। इलेक्ट्रॉनों के बारे में

थॉमसन का परमाणु.खुले इलेक्ट्रॉनों को पदार्थ की संरचना के साथ "जोड़ने" की समस्या थॉमसन ने इलेक्ट्रॉनों के विशिष्ट आवेश को निर्धारित करने के अपने काम में पहले ही प्रस्तुत कर दी थी। थॉमसन द्वारा प्रस्तावित परमाणु का पहला मॉडल, फ्लोटिंग मैग्नेट के साथ ए. मेयर (यूएसए) के प्रयोगों पर आधारित था, जो 70 के दशक के अंत में किए गए थे। XIX सदी इन प्रयोगों में निम्नलिखित शामिल थे. पानी से भरे एक बर्तन में कॉर्क तैर रहे थे, जिनमें थोड़ी सी उभरी हुई चुम्बकित सुइयाँ डाली गई थीं। सुइयों के दृश्यमान सिरों की ध्रुवता सभी स्टॉपर्स पर समान थी। इन प्लगों के ऊपर, लगभग 60 सेमी की ऊंचाई पर, विपरीत ध्रुव वाला एक बेलनाकार चुंबक स्थित था, और सुइयां चुंबक की ओर आकर्षित होती थीं, साथ ही साथ एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करती थीं। परिणामस्वरूप, इन प्लगों ने स्वचालित रूप से विभिन्न संतुलन ज्यामितीय विन्यास बनाए। यदि 3 या 4 ट्रैफिक जाम थे, तो वे एक नियमित बहुभुज के शीर्ष पर स्थित थे। यदि उनमें से 6 थे, तो 5 प्लग बहुभुज के शीर्ष पर तैर रहे थे, और छठा केंद्र में था। यदि, उदाहरण के लिए, 29 थे, तो एक प्लग फिर से आकृति के केंद्र में था, और बाकी उसके चारों ओर छल्ले में स्थित थे: 6 केंद्र के निकटतम रिंग में तैरते थे, 10 और 12, क्रमशः, अगले में जैसे ही वे केंद्र से दूर चले गए, छल्ले। थॉमसन ने यांत्रिक डिजाइन को परमाणु की संरचना में स्थानांतरित कर दिया, इसमें डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में निहित पैटर्न को समझाने की संभावना देखी गई (जिसका अर्थ है इलेक्ट्रॉनों का परत-दर-परत वितरण) परमाणु). हालाँकि, इस मामले में, परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की विशिष्ट संख्या का प्रश्न खुला रहा। और यदि हम मान लें कि, उदाहरण के लिए, कई सौ इलेक्ट्रॉन हैं (विशेष रूप से इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान हाइड्रोजन आयन के द्रव्यमान की तुलना में नगण्य है), तो ऐसी संरचना में इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार का अध्ययन करना है व्यावहारिक रूप से असंभव. इसलिए, पहले से ही 1899 में, थॉमसन ने अपने मॉडल को संशोधित किया, यह सुझाव देते हुए कि तटस्थ परमाणु में बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं, जिसके नकारात्मक चार्ज की भरपाई "कुछ ऐसी चीज़ से की जाती है जो उस स्थान को बनाती है जिसमें इलेक्ट्रॉन बिखरे हुए हैं जैसे कि वह कार्य करने में सक्षम हो" इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेशों के योग के बराबर एक धनात्मक विद्युत आवेश।"

कुछ साल बाद पत्रिका में " दार्शनिक पत्रिका(नंबर 2, 1902) एक अन्य थॉमसन - विलियम, जिसे लॉर्ड केल्विन के नाम से जाना जाता है - का काम सामने आया, जिसमें एक परमाणु के साथ एक इलेक्ट्रॉन की बातचीत पर विचार किया गया। केल्विन ने तर्क दिया कि एक बाहरी इलेक्ट्रॉन एक परमाणु की ओर आकर्षित होता है, जिसका बल इलेक्ट्रॉन के केंद्र से परमाणु के केंद्र तक की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है; एक इलेक्ट्रॉन जो परमाणु का हिस्सा होता है, इलेक्ट्रॉन के केंद्र से परमाणु के केंद्र तक की दूरी के सीधे आनुपातिक बल के साथ परमाणु की ओर आकर्षित होता है। इससे, विशेष रूप से, पता चलता है कि केल्विन इलेक्ट्रॉनों को न केवल स्वतंत्र कण, बल्कि परमाणु का अभिन्न अंग भी मानते हैं। यह निष्कर्ष “साधारण पदार्थ के परमाणु द्वारा घेरे गए स्थान में सकारात्मक बिजली के एक समान वितरण की धारणा के समान है। इससे पता चला कि बिजली दो प्रकार की होती है: नकारात्मक, दानेदार और सकारात्मक, एक निरंतर बादल के रूप में, जैसे कि "तरल पदार्थ" और, विशेष रूप से, ईथर की आमतौर पर कल्पना की जाती थी। सामान्य तौर पर, हम कह सकते हैं कि, केल्विन के अनुसार, एक परमाणु में सकारात्मक विद्युत आवेश और एक निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉनों का एक समान गोलाकार वितरण होता है। यदि हम एक-इलेक्ट्रॉन परमाणु के बारे में बात कर रहे हैं, तो इलेक्ट्रॉन को परमाणु के केंद्र में होना चाहिए, जो धनात्मक आवेश के बादल से घिरा हो। यदि किसी परमाणु में दो या दो से अधिक इलेक्ट्रॉन हों तो ऐसे परमाणु की स्थिरता पर प्रश्न उठता है। केल्विन ने सुझाव दिया कि इलेक्ट्रॉन परमाणु के केंद्र के चारों ओर घूमते प्रतीत होते हैं, जो परमाणु की सीमा के संकेंद्रित गोलाकार सतहों पर स्थित होते हैं, और ये सतहें परमाणु के अंदर भी स्थित होती हैं। लेकिन इस मामले में, समस्याएं उत्पन्न होती हैं: जब एक आवेशित कण चलता है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होना चाहिए, और जब यह त्वरण के साथ चलता है (और एक घूर्णन इलेक्ट्रॉन में अनिवार्य रूप से सेंट्रिपेटल त्वरण होता है), विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न होना चाहिए। थॉमसन ने इन मुद्दों का अध्ययन किया और लगभग पंद्रह वर्षों तक केल्विन के विचारों के समर्थक बने रहे।

1903 में ही, थॉमसन ने स्थापित किया कि घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों को अण्डाकार रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश तरंगें उत्पन्न करनी चाहिए। घूर्णन आवेशों के चुंबकीय क्षेत्र के लिए, जैसा कि सिद्धांत से पता चलता है, जब इलेक्ट्रॉन आवेश से घूर्णन के केंद्र तक की दूरी के आनुपातिक बल के प्रभाव में घूमते हैं, तो पदार्थ के चुंबकीय गुणों को केवल इस शर्त के तहत समझाया जा सकता है ऊर्जा अपव्यय का. इस सवाल पर कि क्या ऐसा प्रकीर्णन वास्तव में मौजूद है, थॉमसन ने कोई स्पष्ट उत्तर नहीं दिया (जाहिरा तौर पर यह महसूस करते हुए कि इस तरह के प्रकीर्णन की उपस्थिति परमाणु की संरचना की स्थिरता की समस्या को बढ़ाएगी)।

1904 में थॉमसन ने परमाणु संरचना की यांत्रिक स्थिरता की समस्या पर विचार किया। इस तथ्य के बावजूद कि अब इस दृष्टिकोण को कालानुक्रमिकता के रूप में माना जाता है (परमाणु बनाने वाले कणों के व्यवहार को शास्त्रीय यांत्रिकी के बजाय क्वांटम यांत्रिकी के दृष्टिकोण से माना जाना चाहिए, जिसके बारे में उस समय कुछ भी ज्ञात नहीं था), द्वारा प्राप्त परिणाम थॉमसन को अभी भी रुकने का मतलब है।

सबसे पहले, थॉमसन ने स्थापित किया कि परमाणु में इलेक्ट्रॉनों को तेजी से घूमना चाहिए और इस घूर्णन की गति एक निश्चित सीमा से कम नहीं हो सकती। दूसरे, यदि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या आठ से अधिक है, तो इलेक्ट्रॉनों को कई रिंगों में व्यवस्थित किया जाना चाहिए, और रिंग की बढ़ती त्रिज्या के साथ प्रत्येक रिंग में इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़नी चाहिए। तीसरा, रेडियोधर्मी परमाणुओं के लिए, रेडियोधर्मी विकिरण के कारण इलेक्ट्रॉनों की गति धीरे-धीरे कम होनी चाहिए, और कमी की एक निश्चित सीमा पर, "विस्फोट" होना चाहिए, जिससे एक नई परमाणु संरचना का निर्माण होगा।

आजकल, रदरफोर्ड का ग्रहीय मॉडल, जो 1910 में सामने आया और बाद में एन. बोह्र द्वारा क्वांटम परिप्रेक्ष्य से सुधार किया गया, आम तौर पर स्वीकार किया जाता है। फिर भी, थॉमसन का मॉडल प्रस्तुत करने की दृष्टि से मूल्यवान है: 1) इलेक्ट्रॉनों की संख्या और उनके वितरण को परमाणु के द्रव्यमान से जोड़ने की समस्या; 2) परमाणु में सकारात्मक चार्ज की प्रकृति और वितरण की समस्याएं, कुल नकारात्मक इलेक्ट्रॉनिक चार्ज की भरपाई; 3)परमाणु द्रव्यमान वितरण की समस्याएँ। इन समस्याओं को बीसवीं शताब्दी में भौतिकी के बाद के विकास के दौरान हल किया गया था, और उनके समाधान ने अंततः परमाणु की संरचना के बारे में आधुनिक विचारों को जन्म दिया।

आइसोटोप के अस्तित्व का प्रायोगिक प्रमाण।यह विचार कि एक ही रासायनिक तत्व के परमाणुओं के अलग-अलग परमाणु द्रव्यमान हो सकते हैं, थॉमसन द्वारा "आइसोटोप समस्या" का अध्ययन शुरू करने से बहुत पहले उत्पन्न हुआ था। यह विचार 19वीं सदी में. कार्बनिक रसायन विज्ञान के संस्थापक ए.एम. बटलरोव (1882) और कुछ समय बाद डब्ल्यू. क्रुक्स (1886) द्वारा व्यक्त किया गया था। पहला रेडियोधर्मी आइसोटोप 1906 में अमेरिकी रसायनज्ञ और उसी समय भौतिक विज्ञानी बी. बोल्टवुड (1870-1927) द्वारा प्राप्त किया गया था - अलग-अलग आधे जीवन के साथ थोरियम के दो आइसोटोप। शब्द "आइसोटोप" को कुछ समय बाद एफ. सोड्डी (1877-1956) द्वारा पेश किया गया था, जब उन्होंने रेडियोधर्मी क्षय के लिए विस्थापन नियम तैयार किए थे। जहां तक थॉमसन का सवाल है, 1912 में उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से तथाकथित के गुणों और विशेषताओं का अध्ययन किया चैनल किरणें, और यह क्या है इसके बारे में कुछ शब्द कहे जाने चाहिए।

हम एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में एक दुर्लभ गैस में चलने वाले सकारात्मक आयनों के प्रवाह के बारे में बात कर रहे हैं। जब इलेक्ट्रॉन ग्लो डिस्चार्ज के क्षेत्र में कैथोड पर गैस अणुओं से टकराते हैं और कैथोड संभावित गिरावट होती है, तो अणु इलेक्ट्रॉनों और सकारात्मक आयनों में विभाजित हो जाते हैं। ये आयन, विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होकर, तेज़ गति से कैथोड में आते हैं। यदि कैथोड में आयन की गति की दिशा में छेद हैं, या यदि कैथोड में स्वयं एक ग्रिड का आकार है, तो कुछ आयन, इन चैनलों से गुजरते हुए, कैथोड के बाद के स्थान में समाप्त हो जाएंगे। उन्होंने 80 के दशक में ऐसे आयनों के व्यवहार का अध्ययन करना शुरू किया। XIX सदी पहले उल्लेखित ई. गोल्डस्टीन। थॉमसन ने, 1912 में, पहले से उल्लिखित तकनीक (अर्थात् थॉमसन की "पैराबोला विधि") का उपयोग करके एक साथ विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के चैनल किरणों (विशेष रूप से नियॉन आयनों के लिए) पर प्रभाव का अध्ययन किया। उनके प्रयोगों में नियॉन आयनों की किरण को दो परवलयिक धाराओं में विभाजित किया गया था: एक उज्ज्वल एक, परमाणु द्रव्यमान 20 के अनुरूप, और एक कमजोर एक, परमाणु द्रव्यमान 22 के अनुरूप। इससे, थॉमसन ने निष्कर्ष निकाला कि पृथ्वी के वायुमंडल में निहित नियॉन है दो भिन्न गैसों का मिश्रण। एफ. सोड्डी ने थॉमसन के शोध के परिणामों का मूल्यांकन इस प्रकार किया: “यह खोज आवर्त सारणी के एक छोर के लिए सिस्टम के दूसरे छोर पर एक तत्व के लिए जो पाया गया था, उसके सबसे अप्रत्याशित अनुप्रयोग का प्रतिनिधित्व करती है; यह इस धारणा की पुष्टि करता है कि सामान्य तौर पर पदार्थ की संरचना अकेले आवधिक कानून में परिलक्षित होने की तुलना में कहीं अधिक जटिल है। परिणाम न केवल परमाणु भौतिकी के लिए, बल्कि प्रयोगात्मक भौतिकी के बाद के विकास के लिए भी बहुत महत्वपूर्ण था, क्योंकि इसने विभिन्न आइसोटोप के द्रव्यमान को मापने के तरीकों का संकेत दिया था।

1919 में, थॉमसन के छात्र और सहायक फ्रांसिस विलियम एस्टन (1877-1945) ने पहला मास स्पेक्ट्रोग्राफ बनाया, जिसकी मदद से उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से क्लोरीन और पारा में आइसोटोप की उपस्थिति साबित की। मास स्पेक्ट्रोग्राफ दो क्षेत्रों, विद्युत और चुंबकीय के प्रभाव में आवेशित कणों को विक्षेपित करने के लिए बिल्कुल थॉमसन विधि का उपयोग करता है, लेकिन एस्टन के उपकरण में विभिन्न परमाणु द्रव्यमान वाले आयनों के अलग-अलग प्रवाह की फोटोग्राफी का उपयोग किया जाता है, और इसके अलावा, विद्युत में आवेशित कण का विक्षेपण होता है। और चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया गया - एक ही विमान में, लेकिन विपरीत दिशाओं में। मास स्पेक्ट्रोग्राफ की भौतिकी मुख्यतः इस प्रकार है। “अध्ययन के तहत पदार्थ के आयन, पहले विद्युत और फिर चुंबकीय क्षेत्र से गुजरते हुए, एक फोटोग्राफिक प्लेट पर गिरते हैं और उस पर एक निशान छोड़ते हैं। आयन अस्वीकृति अनुपात पर निर्भर करती है इ/एम, सभी आयनों के लिए समान (या, बेहतर कहा जाए तो, से)। ने/एम, क्योंकि एक आयन एक से अधिक प्राथमिक आवेश ले जा सकता है)। इसलिए, एक ही द्रव्यमान के सभी आयन फोटोग्राफिक प्लेट पर एक ही बिंदु पर केंद्रित होते हैं, और एक अलग द्रव्यमान के आयन अन्य बिंदुओं पर केंद्रित होते हैं, ताकि जिस बिंदु पर आयन प्लेट से टकराता है, उससे उसका द्रव्यमान निर्धारित किया जा सके। ”

अंत में, थॉमसन द्वारा निर्मित वैज्ञानिक स्कूल के बारे में कुछ शब्द। उनके छात्र पी. लैंग्विन, ई. रदरफोर्ड, एफ. एस्टन, चार्ल्स विल्सन जैसे बीसवीं सदी के प्रमुख भौतिक विज्ञानी हैं। थॉमसन की तरह ही अंतिम तीन को अलग-अलग वर्षों में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया। चलिए उनके बेटे का खास जिक्र करते हैं. फादर थॉमसन ने प्रयोगात्मक रूप से इलेक्ट्रॉन के अस्तित्व के तथ्य को साबित कर दिया, और उनके बेटे, जॉर्ज पगेट थॉमसन को, इलेक्ट्रॉनों की तरंग प्रकृति के प्रायोगिक प्रमाण के लिए 1937 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया (1927; उसी वर्ष, स्वतंत्र रूप से थॉमसन जूनियर से) ., इसी तरह का शोध के. डेविसन ने अपने सहयोगी एल. जर्मर के साथ मिलकर किया था (दोनों संयुक्त राज्य अमेरिका के भौतिक विज्ञानी थे; डेविसन को नोबेल पुरस्कार से भी सम्मानित किया गया था)। इरविन श्रोडिंगर ने 1928 में इन अध्ययनों का मूल्यांकन इस प्रकार किया: "कुछ शोधकर्ताओं (डेविसन और जर्मेर और युवा जे.पी. थॉमसन) ने एक प्रयोग करना शुरू किया जिसके लिए कुछ साल पहले उन्हें उनकी स्थिति की निगरानी के लिए एक मनोरोग अस्पताल में रखा गया होगा। दिमाग । लेकिन वे पूरी तरह सफल रहे।”

1912 के बाद, आइसोटोप के अस्तित्व के प्रायोगिक प्रमाण से चिह्नित, थॉमसन और अट्ठाईस साल जीवित रहे। 1918 में, उन्होंने कैवेंडिश प्रयोगशाला के निदेशक का पद छोड़ दिया (उनकी जगह रदरफोर्ड ने ली थी) और फिर, अपने दिनों के अंत तक, उन्होंने उसी ट्रिनिटी कॉलेज का नेतृत्व किया जहां से विज्ञान के लिए उनका मार्ग शुरू हुआ था। जोसेफ जॉन थॉमसन की 30 अगस्त, 1940 को 84 वर्ष की आयु में मृत्यु हो गई और उन्हें वेस्ट मिंस्टर एबे में दफनाया गया - वही स्थान जहां आइजैक न्यूटन, अर्नेस्ट रदरफोर्ड और अंग्रेजी साहित्य के दिग्गजों में से - चार्ल्स डिकेंस ने अपना शाश्वत आराम पाया।

साहित्य

1. विज्ञान का जीवन. ईडी। कपित्सा एस.पी. - एम.: नौका, 1973।

2. कपित्सा पी.एल.प्रयोग। लिखित। अभ्यास। - एम.: नौका, 1981।

3. डॉर्फ़मैन वाई.जी. 19वीं सदी की शुरुआत से 20वीं सदी के मध्य तक भौतिकी का विश्व इतिहास। - एम.: नौका, 1979।

4. लिओज़ी एम.भौतिकी का इतिहास. - एम.: मीर, 1970।

इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की, इस पर बहस आज भी जारी है। जोसेफ थॉमसन के अलावा, विज्ञान के कुछ इतिहासकार हेंड्रिक लोरेंत्ज़ और पीटर ज़िमन को प्राथमिक कण के खोजकर्ता के रूप में देखते हैं, अन्य - एमिल विचर्ट, और अभी भी अन्य - फिलिप लेनार्ड। तो वह कौन है - वह वैज्ञानिक जिसने इलेक्ट्रॉन की खोज की?

परमाणु का अर्थ है अविभाज्य

"परमाणु" की अवधारणा को दार्शनिकों द्वारा उपयोग में लाया गया था। 5वीं शताब्दी ईसा पूर्व में प्राचीन यूनानी विचारक ल्यूसिपस। इ। सुझाव दिया कि दुनिया में हर चीज़ छोटे कणों से बनी है। उनके छात्र डेमोक्रिटस ने उन्हें परमाणु कहा। दार्शनिक के अनुसार, परमाणु ब्रह्मांड के "निर्माण खंड" हैं, अविभाज्य और शाश्वत। पदार्थों के गुण उनके आकार और बाहरी संरचना पर निर्भर करते हैं: बहते पानी के परमाणु चिकने होते हैं, धातु के परमाणुओं में प्रोफ़ाइल दांत होते हैं जो शरीर को कठोरता प्रदान करते हैं।

परमाणु-आणविक सिद्धांत के संस्थापक, उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिक एम.वी. लोमोनोसोव का मानना था कि सरल पदार्थों की संरचना में, कणिकाएँ (अणु) एक प्रकार के परमाणु से बनती हैं, जबकि जटिल पदार्थ विभिन्न प्रकार से बनते हैं।

1803 में एक स्व-सिखाया रसायनज्ञ (मैनचेस्टर) ने प्रयोगात्मक डेटा पर भरोसा करते हुए और हाइड्रोजन परमाणुओं के द्रव्यमान को एक पारंपरिक इकाई के रूप में लेते हुए, कुछ तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की स्थापना की। रसायन विज्ञान और भौतिकी के आगे के विकास के लिए अंग्रेज़ के परमाणु सिद्धांत का बहुत महत्व था।

20वीं सदी की शुरुआत तक, प्रयोगात्मक डेटा की एक पूरी श्रृंखला जमा हो गई थी, जो परमाणु की संरचना की जटिलता को साबित करती थी। इसमें फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव (जी. हर्ट्ज़, ए. स्टोलेटोव 1887), कैथोड की खोज (जे. प्लुकर, डब्ल्यू. क्रुक्स, 1870) और एक्स-रे (वी. रोएंटजेन, 1895) किरणें, रेडियोधर्मिता (ए) की घटना शामिल है। बेकरेल, 1896)।

कैथोड किरणों के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों को दो शिविरों में विभाजित किया गया था: कुछ ने घटना की तरंग प्रकृति को माना, दूसरों ने - कणिका प्रकृति को। इकोले नॉर्मले सुप्रीयर (लिले, फ्रांस) के प्रोफेसर जीन बैप्टिस्ट पेरिन द्वारा ठोस परिणाम प्राप्त किए गए। 1895 में, उन्होंने प्रयोगों के माध्यम से दिखाया कि कैथोड किरणें नकारात्मक चार्ज कणों की एक धारा हैं। शायद पेरेन ही वह भौतिक विज्ञानी हैं जिन्होंने इलेक्ट्रॉन की खोज की थी?

महान उपलब्धियों की दहलीज पर

भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ जॉर्ज स्टोनी (रॉयल आयरिश यूनिवर्सिटी, डबलिन) ने 1874 में यह धारणा व्यक्त की कि बिजली अलग है। वह किस वर्ष और कौन था? इलेक्ट्रोलिसिस पर प्रायोगिक कार्य के दौरान, यह डी. स्टोनी ही थे जिन्होंने न्यूनतम विद्युत आवेश का मान निर्धारित किया था (हालाँकि प्राप्त परिणाम (10 -20 C) वास्तविक से 16 गुना कम था ). 1891 में, एक आयरिश वैज्ञानिक ने प्राथमिक विद्युत आवेश की इकाई का नाम "इलेक्ट्रॉन" (प्राचीन ग्रीक "एम्बर" से) रखा।

एक साल बाद, हेंड्रिक लॉरेंस नीदरलैंड्स) ने अपने इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों को तैयार किया, जिसके अनुसार किसी भी पदार्थ की संरचना असतत विद्युत आवेशों पर आधारित होती है। इन वैज्ञानिकों को कण का खोजकर्ता नहीं माना जाता है, लेकिन उनका सैद्धांतिक और व्यावहारिक शोध थॉमसन की भविष्य की खोज के लिए एक विश्वसनीय आधार बन गया।

अटूट उत्साही

इस प्रश्न पर कि इलेक्ट्रॉन की खोज किसने और कब की, विश्वकोश स्पष्ट और स्पष्ट उत्तर देते हैं - जोसेफ जॉन थॉमसन 1897 में। तो अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी की योग्यता क्या है?

रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन के भावी अध्यक्ष के पिता एक पुस्तक विक्रेता थे और बचपन से ही उन्होंने अपने बेटे में मुद्रित शब्दों के प्रति प्रेम और नए ज्ञान की प्यास पैदा की थी। ओवेन्स कॉलेज (1903 से - और 1880 में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय) से स्नातक होने के बाद, युवा गणितज्ञ जोसेफ थॉमसन कैवेंडिश प्रयोगशाला में काम करने चले गए। प्रायोगिक अनुसंधान ने युवा वैज्ञानिक को पूरी तरह से आकर्षित किया। सहकर्मियों ने उनकी अथक परिश्रम, दृढ़ संकल्प और व्यावहारिक के लिए असाधारण जुनून को देखा। काम।

1884 में, 28 वर्ष की आयु में, थॉमसन को लॉर्ड सी. रेले के स्थान पर प्रयोगशाला का निदेशक नियुक्त किया गया। थॉमसन के नेतृत्व में, प्रयोगशाला अगले 35 वर्षों में विश्व भौतिकी के सबसे बड़े केंद्रों में से एक बन गई। एन. बोर और पी. लैंग्विन ने यहीं से अपनी यात्रा शुरू की।

विस्तार पर ध्यान

थॉमसन ने अपने पूर्ववर्तियों के प्रयोगों की जाँच करके कैथोड किरणों के अध्ययन पर अपना काम शुरू किया। कई प्रयोगों के लिए प्रयोगशाला निदेशक के व्यक्तिगत चित्र के अनुसार विशेष उपकरण बनाए गए थे। प्रयोगों की गुणात्मक पुष्टि प्राप्त करने के बाद, थॉमसन ने वहाँ रुकने के बारे में सोचा भी नहीं। उन्होंने अपना मुख्य कार्य किरणों और उनके घटक कणों की प्रकृति का सटीक मात्रात्मक निर्धारण करना माना।

निम्नलिखित प्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई नई ट्यूब में विक्षेपण वोल्टेज के साथ न केवल सामान्य कैथोड और त्वरित इलेक्ट्रोड (प्लेट और रिंग के रूप में) शामिल थे। कणिकाओं की धारा को किसी पदार्थ की पतली परत से ढकी एक स्क्रीन पर निर्देशित किया गया था जो कणों के टकराने पर चमकती थी। प्रवाह को विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के संयुक्त प्रभाव से नियंत्रित किया जाना चाहिए था।

परमाणु के घटक

अग्रणी बनना कठिन है. अपनी मान्यताओं का बचाव करना और भी कठिन है, जो हजारों वर्षों से स्थापित अवधारणाओं के विपरीत हैं। खुद पर और अपनी टीम पर विश्वास ने थॉमसन को इलेक्ट्रॉन की खोज करने वाला व्यक्ति बना दिया।

अनुभव ने आश्चर्यजनक परिणाम उत्पन्न किये। कणों का द्रव्यमान हाइड्रोजन आयनों की तुलना में 2 हजार गुना कम निकला। किसी कणिका के आवेश और उसके द्रव्यमान का अनुपात प्रवाह गति, कैथोड सामग्री के गुणों या गैसीय माध्यम की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है जिसमें निर्वहन होता है। मन में एक निष्कर्ष आया जो सभी आधारों का खंडन करता है: कणिकाएँ एक परमाणु के भीतर पदार्थ के सार्वभौमिक कण हैं। समय-समय पर, थॉमसन ने परिश्रमपूर्वक और सावधानीपूर्वक प्रयोगों और गणनाओं के परिणामों की जाँच की। जब कोई संदेह नहीं रहा, तो रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन को कैथोड किरणों की प्रकृति पर एक रिपोर्ट दी गई। 1897 के वसंत में, परमाणु अविभाज्य होना बंद हो गया। 1906 में, जोसेफ थॉमसन को भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

अज्ञात जोहान विचर्ट

कोनिंग्सबोर और फिर गौटिंगेन विश्वविद्यालय में भूभौतिकी शिक्षक, हमारे ग्रह के भूकंप विज्ञान के शोधकर्ता जोहान एमिल विचर्ट का नाम भूवैज्ञानिकों और भूगोलवेत्ताओं के पेशेवर हलकों में बेहतर जाना जाता है। लेकिन यह भौतिकविदों से भी परिचित है। यह एकमात्र व्यक्ति है जिसे थॉमसन के साथ आधिकारिक विज्ञान इलेक्ट्रॉन के खोजकर्ता के रूप में मान्यता देता है। और बिल्कुल सटीक होने के लिए, विचर्ट के प्रयोगों और गणनाओं का वर्णन करने वाला काम जनवरी 1897 में प्रकाशित हुआ था - अंग्रेज़ की रिपोर्ट से चार महीने पहले। इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की यह ऐतिहासिक रूप से पहले ही तय हो चुका है, लेकिन तथ्य एक तथ्य ही है।

संदर्भ के लिए: थॉमसन ने अपने किसी भी कार्य में "इलेक्ट्रॉन" शब्द का उपयोग नहीं किया। उन्होंने "कॉर्पसक्ल्स" नाम का प्रयोग किया।

प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन की खोज किसने की?

पहले प्राथमिक कण की खोज के बाद, परमाणु की संभावित संरचना के बारे में धारणाएँ बनाई जाने लगीं। पहले मॉडलों में से एक थॉमसन द्वारा स्वयं प्रस्तावित किया गया था। उन्होंने कहा, एक परमाणु किशमिश के हलवे के टुकड़े की तरह है: एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया शरीर जो नकारात्मक कणों से घिरा हुआ है।

1911 (न्यूजीलैंड, ग्रेट ब्रिटेन) में उन्होंने सुझाव दिया कि परमाणु मॉडल में एक ग्रहीय संरचना होती है। दो साल बाद, उन्होंने परमाणु के नाभिक में एक धनात्मक आवेशित कण के अस्तित्व की परिकल्पना की और इसे प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त करने के बाद इसे प्रोटॉन कहा। उन्होंने प्रोटॉन के द्रव्यमान के साथ एक तटस्थ कण के नाभिक में उपस्थिति की भी भविष्यवाणी की (न्यूट्रॉन की खोज 1932 में अंग्रेजी वैज्ञानिक जे. चैडविक ने की थी)। 1918 में, जोसेफ थॉमसन ने प्रयोगशाला का नियंत्रण अर्नेस्ट रदरफोर्ड को हस्तांतरित कर दिया।

कहने की आवश्यकता नहीं है, इलेक्ट्रॉन की खोज ने हमें पदार्थ के विद्युत, चुंबकीय और ऑप्टिकल गुणों पर एक नया नज़र डालने की अनुमति दी। परमाणु और परमाणु भौतिकी के विकास में थॉमसन और उनके अनुयायियों की भूमिका को कम करके आंकना मुश्किल है।

19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के दौरान, भौतिकविदों ने कैथोड किरणों की घटना का सक्रिय रूप से अध्ययन किया। सबसे सरल उपकरण जिसमें उन्हें देखा गया वह दुर्लभ गैस से भरी एक सीलबंद ग्लास ट्यूब थी, जिसमें दोनों तरफ एक इलेक्ट्रोड मिलाया गया था: एक तरफ कैथोड, विद्युत बैटरी के नकारात्मक ध्रुव से जुड़ा हुआ; दूसरे के साथ - एनोड, सकारात्मक ध्रुव से जुड़ा हुआ है। जब कैथोड-एनोड जोड़ी पर उच्च वोल्टेज लागू किया गया, तो ट्यूब में दुर्लभ गैस चमकने लगी, और कम वोल्टेज पर चमक केवल कैथोड क्षेत्र में देखी गई, और बढ़ते वोल्टेज के साथ - पूरे ट्यूब के अंदर; हालाँकि, जब गैस को ट्यूब से बाहर पंप किया गया, तो एक निश्चित क्षण से शुरू होकर, चमक कैथोड क्षेत्र में गायब हो गई, एनोड के पास शेष रह गई। वैज्ञानिकों ने इसके लिए चमक को जिम्मेदार ठहराया कैथोड किरणें.

एक नए ट्यूब डिज़ाइन का उपयोग करते हुए, थॉमसन ने लगातार दिखाया कि:

विद्युत की अनुपस्थिति में कैथोड किरणें चुंबकीय क्षेत्र में विक्षेपित हो जाती हैं;
चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में कैथोड किरणें विद्युत क्षेत्र में विक्षेपित हो जाती हैं;
संतुलित तीव्रता के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की एक साथ कार्रवाई के साथ, उन दिशाओं में उन्मुख जो अलग-अलग दिशाओं में विचलन का कारण बनते हैं, कैथोड किरणें सीधी रेखा में फैलती हैं, यानी, दोनों क्षेत्रों की कार्रवाई पारस्परिक रूप से संतुलित होती है।

थॉमसन ने पाया कि विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच का संबंध जिस पर उनका प्रभाव संतुलित होता है, उस गति पर निर्भर करता है जिस पर कण चलते हैं। मापों की एक श्रृंखला आयोजित करने के बाद, थॉमसन कैथोड किरणों की गति की गति निर्धारित करने में सक्षम थे। यह पता चला कि वे प्रकाश की गति से बहुत धीमी गति से चलते हैं, जिसका अर्थ है कि कैथोड किरणें केवल कण हो सकती हैं, क्योंकि प्रकाश सहित कोई भी विद्युत चुम्बकीय विकिरण, प्रकाश की गति से यात्रा करता है (विद्युत चुम्बकीय विकिरण का स्पेक्ट्रम देखें)। ये अज्ञात कण. थॉमसन ने उन्हें "कॉर्पसकल" कहा, लेकिन वे जल्द ही "इलेक्ट्रॉन" के रूप में जाने जाने लगे।

यह तुरंत स्पष्ट हो गया कि इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं के हिस्से के रूप में मौजूद होना चाहिए - अन्यथा, वे कहां से आएंगे? 30 अप्रैल, 1897 - रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन की एक बैठक में थॉमसन द्वारा अपने परिणामों की रिपोर्ट की तारीख - को इलेक्ट्रॉन का जन्मदिन माना जाता है। और इस दिन परमाणुओं की "अविभाज्यता" का विचार अतीत की बात बन गया (पदार्थ की संरचना का परमाणु सिद्धांत देखें)। दस साल से कुछ अधिक समय बाद परमाणु नाभिक की खोज के साथ (रदरफोर्ड का प्रयोग देखें), इलेक्ट्रॉन की खोज ने परमाणु के आधुनिक मॉडल की नींव रखी।