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寶貝摩天輪
2014/10/15
4:40
1856年,老湯姆森出生於英國的曼徹斯特,他在十四歲就進入曼徹斯特歐文斯學院攻讀工程學;在校期間又對物理學產生興趣,最後進入劍橋大學的三一學院就讀。更因為表現傑出,二十八歲就順利出任卡文迪西實驗室的主任,而且一當就是三十五年,最後在劍橋大學待了四、五十年之久! 在1869到1875年間,英國科學家克魯克斯已經做出陰極射線管,卻不清楚背後的原理,當時也沒有陰極射線這個名稱。直到1876年,德國科學家哥德斯坦發現,陰極射線管放電現象產生的綠色螢光,是由陰極所放射出來的,才命名為「陰極射線」。
在老湯姆森的年代,不只電子還沒有被發現,科學界更一直在爭議:「陰極射線到底是電磁波還是粒子?」以德國為首的學派認為陰極射線是一種電磁波,以英國為首的學派則認為陰極射線是粒子。 老湯姆森研究這個現象長達五年,毫無頭緒,英國跟德國仍然爭議不休。這個時候,法國人佩蘭冒了出來,聲稱他做了實驗,證明陰極射線帶有負電,可惜實驗作得不太成功,遭到眾人質疑。 老湯姆森卻從佩蘭的實驗找到靈感,動手改進實驗裝置,結果帶來了驚人的大發現!1897年,老湯姆森在陰極射線管的中央加了兩塊導電板,一塊連到正極,一塊連到負極。結果陰極射線往正極偏過去,因異性才會相吸,於是湯姆森證明陰極射線是由帶負電的粒子所構成的。 老湯姆森更進一步,用不同金屬材料作為放射陰極射線的電極,進行一系列的實驗。他發現陰極射線粒子是所有物質共同具有的帶電粒子,這種粒子的尺寸比道耳吞發現的原子小得多。也由於這種粒子帶電,後來就被科學界命名為電子。
我們介紹古人,通常不會刻意加個「老」字,會稱呼他老湯姆森,是為了跟他的兒子小湯姆森區隔,因為小湯姆森也是一名傑出的物理學家。1906年,老湯姆森因為發現電子等重大貢獻,獲得諾貝爾物理學獎;1937年,小湯姆森也因為有關電子的研究獲得物理學獎,父子同得諾貝爾獎,一時傳為佳話。 1897年4月30號,老湯姆森正式發表「發現電子」的論文,打破了道爾吞認為「原子不可分割」的概念。從此,原子內部結構的秘密,一步一步地被科學家所揭開。當然,這也大大影響了後來電子學的發展。