J·J·湯木生

約瑟夫 ・ 湯姆森爵士，OM，FRS（英語：SirJoseph John Thomson，一八五六年十二月十八號—一九四空年八月三十號，簡稱 J . J . Thomson）， 英國物理學家，諾貝爾物理學獎得著主，伊發現了電子並測定了其質荷比，這是第一个予人發現的次原子粒仔。

一八九七年，湯姆森表明，陰極射線由往過無知的紮負電粒仔（現叫做電子）組成，伊計算出這款粒子著愛比原子較細粒子，而且有非常細的質荷比。湯姆森佇一九一三年嘛發現著穩定（非放射性）元素同位素的頭一个證據，這是伊咧探索陽極射線（正離子）的過程中間的成果之一。伊佮瑛朗西斯 ・ 阿斯頓做伙確定紮正電粒仔的性質的實驗是質譜法的頭一擺使用，予得質譜儀的發展。

湯姆森因其在氣體導電方面的工課被授予一九空六年諾貝爾物理學獎。

教育佮個人生活

湯姆森一八五六年出世佇英格蘭的曼徹斯特附近，蘇格蘭人的家庭。一八七空年，伊佇無尋常少年的十四歲就予人錄取佇曼徹斯特的歐文學院（這馬的曼徹斯特維多利亞大學）學習著工程學，搬到劍橋大學三一學院。一八八四年十二月二二，伊去予任命成做劍橋大學卡文迪許物理學教授，即卡文迪許實驗室主任。伊的學生之一是歐尼斯特 ・ 搝塞福，拉塞福佇一九一九年接替湯姆森就任卡文迪許物理學教授。 受著詹姆斯 ・ 馬克士威工作的影響佮 X 射線的發現，伊推捒出陰極射線（參見陰極射線管）佇咧帶負電的粒仔內底，伊稱呼做「微粒仔」，這種微粒仔這馬熟似的是電子。電子捌予人約翰斯東 ・ 斯通尼提出過，作為電化學中電荷的單位，但是湯姆森熟似著電子嘛是次原子粒子，這點是頭一改予人發現。一八九七年伊的發現做人所知，閣佇咧科學圈仔內引起矣轟動，閣最總算一九空六年被授予貝爾物理學獎。

家庭

一八九空年，湯姆森娶了羅絲 ・ 佩傑特（Rose Elisabeth Paget）， 伊的前學生之一。伊是喬治 ・ 愛德華 ・ 佩傑特爵士的查某囝（喬治 ・ 愛德華 ・ 佩傑特，英國劍橋醫學教授兼醫師。）𪜶有一个後生撨治 ・ 湯姆森，佮一个查某囝（Joan Paget Thomson）。 極富戲劇性的是，伊的後生撨治 ・ 湯姆森後來因為證實電子是一種波而被授予諾貝爾物理學獎。（參見波粒二象性）

成就

發現電子

佇湯姆森較早，威廉 ・ 普朗特、嗎曼 ・ 洛克呢等數名科學家就捌提出原子應該是由更基本的單元所組成，𪜶假設這个基本單元應該佮上輕的原子，氫原子有仝款的大細。湯姆森佇一八九七年代先提出小於原子一千倍的次原子粒子，也就是這馬咧講的電子。這項發現對湯姆森對陰極射線性質的研究。佇湯姆森發現陰極射線 ( 佇彼當陣予人叫做萊納德射線 ) 佇空氣當中行踏的距離較過原子大細粒子的所做預測閣較遠了後，一八九七年四月三十，伊藉測量陰極射線相挵產生的熱佮陰極射線的磁偏轉，估算出陰極射線的質量。實驗結果顯示陰極射線較氫原子輕一千倍，而且無論何種原子產生的陰極射線攏有仝款的質量。湯姆森判斷陰極射線是由非常輕而且帶負電的粒仔組成，而且是構成原子的普遍材料。伊彼陣仔講這粒子為「corpuscles」，毋過而後的學界多使用「electron」稱呼電子，這个詞由喬治 ・ 斯托尼佇一八九一年提出，早於湯姆森實際發現電子。

佇一八九七年四月，湯姆森干焦初步懷疑陰極射線可受電場偏轉（往過的研究者如海因里希 ・ 赫茲叫是𪜶袂偏轉）。 佇湯姆森提出著電子的一個月了後，伊發現將若共陰極射線放電管抽著非常低壓的狀態的時陣，會當閣較有效的使陰極射線偏轉。藉著電場佮磁場的偏轉，湯姆森得以計算出電子的質荷比，並證實伊進前的估計。這也成做測定電子質荷比的出名方法。（電子電荷的測量欲到一九空九年羅伯特 ・ 密立根油滴實驗。）

湯姆森認為電子是對陰極射線管中的微量氣體發射出來的，伊對咧斷定原子是會當分割的，電子就是原子的組成分之一。一九空四年，湯姆森提出梅仔布丁模型，準講原子是紮正電的球體物質佮其中的電子組成，為著欲解說原子的電中性質，電子分佈佇齊勻的正電海內底。

仝位素佮質譜法

一九一二年，佇湯姆森研究陽極射線的過程中，伊和伊的研究助理分朗西斯 ・ 阿斯頓引導交代子流經過磁場佮電場，而且藉著佇咧路徑頂懸來囥感光板測量離子流的偏轉程度。𪜶觀察著感應光枋有兩條曝光（若正圖）， 這說明允離子流是由兩个無仝的原子量的原子（分別是假影-二十佮孵-二十二）所組成的，也就是講這兩種無仝的原子為仝位素。熔雷德里克 ・ 索迪捌提出過仝位素的存在會當解說某寡放射性物質的衰變，以上實驗頭擺證實穩定元素亦存佇仝位素。

約瑟夫。湯姆森透過質量分離四界離子流發現崩同位素是質譜法的頭一个實例，隨後這个方法經過阿斯頓佮登普斯特一仝款改善並且發展做普遍的方法。

其他

一九空五年，湯姆森發現鉀的天然放射性。

佇一九零六年，湯姆森證明每一个氫原子干焦一个電子。以早的理論中允准氫原子有無仝數量的電子。

陰極射線實驗

磁偏轉

湯姆森首先研究有關陰極射線的磁偏轉。陰極射線是產生佇咧裝置倒爿的壁爿管，而且藉著吸石的偏轉予陰極射線由陽極傳達裝置的主鐘罩。湯姆森透過檢測裝置中四角形屏幕頂懸的螢光路徑，伊發現無論是佇咧陽極抑是佇咧裝置內底的氣體材料，光線的偏轉攏會仝款的，這嘛說明矣陰極射線無論伊的來源是按怎伊攏是仝款的形式。

實驗證明陰極射線是紮電的

陰極射線敢是帶電佇早期造成兩大學派的爭論，分別是認為陰極射線是電磁波的乙太講佮認為陰極射線是由帶負電的微粒組成的帶電微粒仔講。兩大學派經由實驗證明各自學派的主張，啊若尾由法國物理學家予 ・ 佩蘭佮湯姆森證實了陰極射線是帶有電荷的。

實驗主要是由湯姆森改良佩蘭教授的實驗，伊接著靜電計的接收器安置佇真空管的一爿，紲落利用磁場使射線偏轉，磁場增加至一定程度的時陣，接收器接收著的電錢會雄雄增加，這說明了遮的電荷的產生來自於陰極射線，嘛因此駁倒轉去矣乙太講的主張，證實著陰極射線帶有電荷。

電偏轉

一八九七年五月到六月，湯姆森研究了光線是毋是會當予電場偏轉。較早的實驗者無觀察著這點仔，但湯姆森認為𪜶的實驗是有缺陷的，因為𪜶的管掛有傷濟的氣體。

延伸閱讀

• Dahl , Per F . , " _ Flash of the Cathode Rays : A History of J . J . Thomson's Electron _ " . Institute of Physics Publishing . June , 一千九百九十七 . ISBN 空九七千五百空三五四百五十三鋪七

外部連結

• 諾貝爾獎官方網站關於約瑟夫 ・ 湯姆森生平介紹
• 關於約瑟夫 ・ 湯姆森
• 電子的發現