Gli studi di Thomson

Approfondimento a cura della redazione di ScienzaPerTutti

"Democrito aveva gettato il seme dell’idea atomica, che cioè la materia fosse composta di corpuscoli indivisibili separati dal vuoto, Dalton alla fine del 1700 aveva ripreso l’idea e sviluppato una prima teoria atomica moderna, cinquanta anni dopo Faraday aveva fatto esperimenti sui gas scoprendo i raggi catodici ma fu J. J. Thompsom che scopri la prima particella elementare, l’elettrone.

Egli si pose il problema di capire di cosa fosse composto il fascio luminiscente prodotto da Faraday nel suo tubo catodico. Alcuni credevano si trattasse di un nuovo tipo di luce, altri , tra cui J. J. Thompson, che fosse composto da particelle. Nel 1897 Thompson dallo studio degli spostamenti che attraverso campi magnetici e elettrici producevano sul fascio catodico, determinò che le particelle che lo componevano viaggiavano alla velocità della luce ed avevano una massa 2000 volte minore di quella dell’ atomo di idrogeno. Egli chiamò queste particelle elettroni e spiegò che le correnti elettriche erano formate da miglioni di questa particelle. Egli ipotizzo anche che gli elettroni dovevano essere parte degli atomi di cui la materia era formata. Thompson elaborò anche un primo ragionevole modello di atomo.

Essendo la materia in condizioni normali elettricamente neutra ogni atomo doveva essere caratterizzato da una carica positiva uguale a quella degli elettroni che contiene ed essendo la massa dell’ elettrone molto piccola rispetto a quella dell’atomo nel suo insieme, la massa dell’ atomo deve essere associata essenzialmente alla carica positiva. Sulla base di queste due linee guida Thompson raffigurava l’atomo come una sfera materiale di raggio r = 10-10 m. ( prendi un metro e dividilo in un miliardo di parti e poi ancora in dieci parti!).

La carica positiva diluita uniformamente occupava tutta la sfera, nentre gli elettroni, in numero tale da equilibrare la carica positiva dell’elemento considerato, erano disseminati nella materia positiva come, l’uva di un panettone. Gli elettroni rimangono in uno stadio di equilibro fino a quando la materia non viene eccitata e acquista energia, allora gli elettroni incominciano a vibrare emettendo le onde elettromagnetiche ( la luce) , oppure possono essere estratti dall’atomo come nel caso dei raggi catodici. Era un modello in certi sensi notevole per quel tempo ma doveva essere ben presto superato. Fu Ernest Rutherford a fare il passo successivo. J. J Thompson ricevette il premio Nobel nel 1906.

 

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