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Biografía: Sir Joseph John "J.J." Thomson:




Nació el 18 de diciembre de 1856 y murió el 30 de Agosto de 1940, fue un científico británico y laureado con el Premio Nobel de Física, acreditado por el descubrimiento de los electrones y de los isótopos, la propuesta del modelo atómico de la ciruela en el flan, y la invención del espectrómetro de masa.
Thomson realizó una serie deexperimentos con los rayos catódicos y tubos de rayos catódicos le conduce al descubrimiento de los electrones y partículas subatómicas. Thomson utilizó el tubo de rayos catódicos en tres diferentes experimentos.







Historia: modelos atómicos


Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia.
Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócritoconsideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.
Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su épocay hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.




Modelo atómico de Thomson


En el año 1910 existían varias evidencias experimentales que avalaban la existencia de electrones en los átomos como es la dispersión que sufrían los rayos X, el efecto fotoeléctrico,…Estos experimentos estimaron que la cantidad de electronespresentes en los átomos es de Z, equivalente aproximadamente a A/2 donde A es el peso atómico de los átomos.

También se sabía que los átomos son neutros. Luego si la carga del electrón es –e, la carga total negativa es –Ze, siendo la carga positiva de la misma magnitud. Como la masa de un electrón es muy pequeña comparada con el átomo, esto sugirió que la mayor parte de la masa está relacionadacon la carga positiva.



Con estos resultados, J.J. Thomson propuso un modelo atómico que proponía que los electrones estaban incrustados en el interior de una esfera uniforme de carga eléctrica positiva. Estos electrones estarían distribuidos uniformemente debido a la repulsión mutua que sufrían entre ellos.  Por otro lado, en una situación estable, estos electrones se mantendrían en reposo.A este modelo se lo denominó “pastel de pasas”. Para llegar a esta conclusión realizó una serie de experimentos.

En el Primer Experimento de Thomson, el científico investigó si las cargas negativas de los rayos catódicos podrían ser separadas en un medio magnético. Para realizar este experimento, Thomson construyó un tubo de rayos catódicos en cuyos extremos colocó dos ranuras que a su vezfueron conectadas a un electrómetro. De esta forma comprobó que cuando los rayos son desviados magnéticamente, se registra poca carga. De este resultado, Thomson deduce que la carga negativa es inseparable de los rayos.



En el segundo experimento empleó otro tubo de rayos catódicos en el que logró un vacío casi completo. La intención era comprobar, si bajo la presencia de un campo eléctrico,los rayos catódicos podrían desviarse. Anteriores experimentadores no habían observado esto, pero Thomson creía que sus experimentos eran defectuosos porque contenían trazas de gas. Thomson construyó un tubo de rayos catódicos con un vacío casi perfecto, y con uno de los extremos recubierto con pintura fosforescente. Thomson descubrió que los rayos de hecho se podían doblar bajo la influencia de uncampo eléctrico.




En su tercer experimento (1897), Thomson determinó la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuánto se desvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró que la relación carga/masa era más de un millar de veces superior a la del ion Hidrógeno, lo que sugiere que las partículas son muy livianas o muy cargadas....