Joseph John Thomson

Joseph John Thomson
Sir Joseph John Thomson
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Sir Joseph John Thomson (häufig auch J. J. Thomson; * 18. Dezember 1856 in Cheetham Hill bei Manchester; † 30. August 1940 in Cambridge) war ein britischer Physiker, Nobelpreisträger und Entdecker des Elektrons (1897).

Inhaltsverzeichnis

Leben

Sir Joseph John Thomson wurde 1856 als Sohn schottischer Eltern nahe Manchester geboren. Von einem Ingenieursstudium auf dem Owens College wechselte er zu dem Trinity College in Cambridge, wo er 1884 die Cavendish-Professur für Physik übernahm. Am 22. Januar 1890 heiratete er Rose Elizabeth Paget, eine der ersten Forscherinnen am Cavendish-Laboratorium. Sie hatten zwei Kinder, Joan Paget Thomson und George Paget Thomson, ein weiterer Nobelpreisträger. Thomson selbst wurde als tollpatschig beschrieben, er überwachte die Experimente und gab Anweisungen, seine Assistenten und Schüler versuchten jedoch ihn von der Durchführung der Experimente fern zu halten. Einer seiner Schüler war Ernest Rutherford, der später einen Nobelpreis für Chemie erhalten sollte. 1906 wurde ihm für seine Forschungen über die elektrische Leitfähigkeit von Gasen der Nobelpreis für Physik verliehen.

Thomson wurde 1908 zum Ritter geschlagen, 1912 wurde ihm der Order of Merit verliehen. Von 1918 bis zu seinem Tod im Jahr 1940 war er Leiter des Trinity College und von 1916 bis 1920 Präsident der Royal Society. Er wurde in der Westminster Abbey, in der Nähe von Sir Isaac Newton bestattet.

Werk

Thomson war (zusammen mit John Henry Poynting, George Francis FitzGerald, Oliver Heaviside und Joseph Larmor) einer derjenigen, welche die Elektrodynamik von James Clerk Maxwell weiterentwickelten. 1880 leitete er (allerdings nur annähernd) die Lorentz-Kraft ab. 1881 untersuchte er das Verhalten von bewegten Ladungen, und führte dabei das Konzept der elektromagnetischen Masse ein, d.h. er entdeckte, dass die elektromagnetische Energie sich so verhält, als ob sie die Masse eines Körper vergrößern würde. Und 1893 konnte Thomson den mit der elektromagnetischen Energie verbundenen Impuls herleiten.

Durch Untersuchung der Kathodenstrahlung gelang Thomson 1897 der experimentelle Nachweis für die von George Johnstone Stoney bereits 1874 vorhergesagte Existenz des Elektrons (wobei das Elektron bereits ab 1892 eine grundlegenden Rolle in den Theorien von Hendrik Antoon Lorentz und Joseph Larmor spielte). Thomson konnte auch nachweisen, dass sich bewegende Elektronen durch ein Magnetfeld ablenken ließen. Dies war von Heinrich Hertz zuvor bestritten worden. Thomson verfügte jedoch mittlerweile über bessere Vakuumpumpen, so dass er mit deutlich geringerem Druck in seiner Kathodenstrahlröhre arbeiten konnte.

Dies war die erste Entdeckung eines subatomaren Teilchens. Darauf basierend entwickelte Thomson das Thomsonsche Atommodell (auch „Rosinenkuchen-“ oder „Plumpudding-Modell“), wonach die sehr kleinen Elektronen im Inneren der Atome eingebettet seien wie Rosinen in einem Kuchenteig. Dieses Modell wurde jedoch später von Ernest Rutherford widerlegt (Rutherfordscher Streuversuch) und durch dessen Rutherfordsches Atommodell eines konzentrierten Kerns positiver Ladung, umgeben von einer Hülle negativer Ladungen, ersetzt.

1906 konnte Thomson zeigen, dass die Hülle des Wasserstoffatoms genau ein Elektron enthält. 1913 gelang ihm durch die Untersuchung von Kanalstrahlen des Neon der Nachweis für die Existenz unterschiedlich schwerer Atomkerne eines Elements (in diesem Fall 20Ne und 22Ne). Daraus leitete u.a. Frederick Soddy die Theorie der Isotope her. Thomson ist ebenfalls bekannt für seinen Beitrag zur Entwicklung des Massenspektrometers.

Auszeichnungen

1884 wurde er als Mitglied („Fellow“) in die Royal Society gewählt, die ihm 1894 die Royal Medal, 1902 die Hughes-Medaille und 1914 die Copley-Medaille verlieh.

1906 erhielt er den Nobelpreis für Physik.

Siehe auch

Weblinks

 Commons: Joseph John Thomson – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

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