ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                  ჯოზეფ ჯონ თომსონი

(ინგლ. Sir Joseph John Thomson; დ. 18 დეკემბერი, 1856 — გ. 30 აგვისტო, 1940) — ინგლისელი ფიზიკოსი, ნობელის პრემიის ლაურეატი ფიზიკის დარგში. თომსონმა პირველი სუბატომური ნაწილაკი (ელექტრონი) აღმოაჩინა. იგი იყო ლონდონის სამეფო საზოგადოების წევრი და შემდგომ მისი პრეზიდენტი 1915-1920 წლებში. თომსონს ხშირად მოიხსენიებენ როგორც „ელექტრონის მამა“

ჯოზეფ ჯონ თომსონი დაიბადა დიდი ბრიტანეთის პატარა ქალაქ ჩითემ-ჰილში, მანჩესტერთან ახლოს, 1856 წლის 18 დეკემბერს ბუკინისტის ოჯახში. ბავშობაში თომსონი ფიზიკით და ფეხბურთით იყო დაინტერესებული, მაგრამ ბოლოს ჯოულისა და სტუარტის გავლენით ფიზიკამ დასძლია. მეცნიერულ აღმოჩენებზე იგი ბავშვობიდან ოცნებობდა. გააჩნდა ერთი თავისებურებაც: ბავშვობიდანვე უყვარდა ყვავილები, განსაკუთრებით კი ზამბახი. დამოუკიდებელი თეორიული შრომების საფუძველზე 14 წლის თომსონი მანჩესტერის კოლეჯის მისაღებ გამოცდებზე დაუშვეს. ასეთი ასაკის შეგირდი ჯერ არავინ მიეღოთ. სწორედ მის გამო კოლეჯის ლექტორმა განაცხადა: „მალე ჩვენ სტუდენტებს საბავშვო ეტლებით მოიყვანენ“. საბჭომ მალევე გადაწყვიტა, რომ „თომსონის შემთხვევა პირველი და უკანასკნელი იყოსო“. შემდგომში ეს კოლეჯი მანჩესტერის უნივერსიტეტად გადაკეთდა. თომსონი თავიდანვე გამოირჩეოდა სტუდენტებს შორის თავისი მომზადებით და უნარით. ამით აიხსნება, რომ ორი უდიდესი ფიზიკოსი - ჯოული და რელეი განსაკუთრებით დაინტერესდნენ მისით და ბუკინისტის შვილს ხშირად ბინაზე იწვევდნენ სასაუბროდ. თომსონის მოგონებებით ფიზიკოსებმა მის შესახებ ბევრი რამ შეიტყვეს.

იხ. ვიდეო

პირველი თმეცნიერული ნაშრომები თომსონმა ფარადეი-მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორიის დაფუძნებასა და მის შემდგომ განვითარებას მიუძღვნა. 1881 წელს გამოქვეყნებულ ნაშრომში („დაელექტროებულ სხეულების მოძრაობით გამოწვეული ელექტრული და მაგნიტური ეფექტის შესახებ“) იგი ძირითად აღმოჩენამდე მიდის: „დაელექტროებული მოძრავი სხეულების ინერციული მასა უნდა აღემატებოდეს მის უძრავ მასას, რადგან მას ემეტება ასეთი სხეულის მოძრაობის დროს აღძრული ელექტრომაგნიტური მასა“. აღსანიშნავია, რომ სწორედ თომსონდა შემოიღო პირველად „ელექტრომაგნიტური მასის“ ცნება. 1889 წელს გამოქვეყნდა თომსონის მეტად მნიშვნელოვანი ნაშრომი — მან აღმოაჩინა კავშირი მოძრავი დამუხტული სხეულის მასასა და მის ენერგიას შორის (${\displaystyle E=mc}$²). იგივე ფორმულა შემდგომში სხვა მეცნიერებმაც მიიღეს, თუმცა ამ საკითხში პირველობა საბოლოოდ ალფრედ აინშტაინს დარჩა. აინშტაინმა შეძლო და შეაჯამა კერძო შემთხვევებისათვის ადრე გამოთქმული მოსაზრებები და მოგვცა ზოგადი დამოკიდებულება ნივთიერების მასისა და მის ენერგიას შორის.

30 წლის განმავლობაში თომსონი ცდილობდა ფიზიკურ მოვლენათა ერთიანი მექანიკური სურათის შექმნას, მაგრამ ვერ მოახერხა. სიცოცხლის ბოლო წლებში კი სცადა სინათლის კვანტის გრიგალური მოდელის შექმნა. აღსანიშნავია შემდეგი ფაქტი: იგი პლანკის კვანტთა თეორიას და აინშტაინის ფარდობითობის თეორიას გულგრილად შეხვდა. თუმცა აქვე აღნიშნავდა:

„„აინშტაინმა დაამუშავა ფარდობითობის თეორიის სახელწოდებით ცნობილი მეორე თეორია. იგი შეიცავს მიზიდულობის თეორიასაც. ეს თეორია მოითხოვს მეტად რთულ და ძნელ მათემატიკას; გამოვტყდები, რომ ამ მათემატიკიდან მე ბევრი რამ არ მესმის. მაგრამ დიდ აღფრთოვანებას განვიცდი იმ ოსტატობის წინაშე, რომელთაც აინშტაინი ტრაბსცენდენტული სიძნელის ამოცანებს სწყვეტს“.“

1884 წელს მან დაიწყო გაზებში ელექტრული განმუხტვის შესწავლა. ამ დარგში მან განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი შედეგები მიიღო რენტგენის სხივების აღმოჩენის შემდეგ (1895), ვინაიდან ეს სხივები გაზის ძლიერ იზონიზაციას იწვევდა.

თომსონი იკვლევდა კათოდური სხივების ბუნებას და თვისებებს, რაც ადრე ნაწილობრივ უკვე იყო შესწავლილი. საკუთარი გამოკვლევების შედეგად იგი მივიდა პირველი ელექტრონული ნაწილაკის - ელექტრონის აღმოჩენამდე. თომსონს სურდა აეხსნა თუ რატომ იქცევა სხვადასხვანაირად კათოდური სხივები მაგნიტურსა და ელექტრულ ველებში. ასეთი ექსპერიმენტებით მან დაამტკიცა, რომ მაგნიტური ძალები კათოდურ სხივებს ისევე ხრიან, როგორც უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკებს.

თომსონმა შემოიღო მეთოდი, რომლის საშუალებითაც შეიძლება გაზომოს კათოდური სხივების შემადგენელი ნაწილაკების სიჩქარე და ${\displaystyle {\frac {q}{m}}}$ ფარდობა, სადაც ${\displaystyle m}$ ნაწილაკების მასაა, ხოლო ${\displaystyle q}$ — მისი ელექტრული მუხტი. ელექტრონის ექსპერიმენტალური აღმოჩენის შემდეგ თომსონმა ლონდონის სამეფო საზოგაოებას 1897 წლის 29 აპრილს მოახსენა. ეს იყო დიდი ტრიუმფი ფიზიკაში. ეს თარიღი შევიდა თანამედროვე ფიზიკის ისტორიაში როგორც პირველი ელემენტარული ნაწილაკის დაბადების დღე. დაახლოებით ერთი წლის შემდეგ თომსონმა გამოთქვა მოსაზრება, რომ რენტგენის სხივები წარმოიშობა სწრაფი ელექტრონების ანტიკათოდზე დამუხრუჭების დროს. იგი იყო ერთ-ერთი პირველთაგანი ვინც ახსნა ლითონების მაღალი ელექტროგამტარობა და მრავალი სხვა თვისება, მათში თავისუფალი ელექტრონების არსებობით.

ელექტრონის აღმოჩენის შემდეგ თომსონს დაებადა აზრი, რომ ატომი იყო რთული აღნაგობის და ელექტრონი იყო მისი ნაწილაკი; რომ გაკრკვეულ პირობებში ისინი შეიძლება ატომებს მოწყდნენ, დამოუკიდებლად არსებობდნენ ან სხვა ატომს შეუერთდნენ. 1903 წელს თომსონმა გამოაქვეყნა ატომის საკუთარი მოდელი, რომელიც წარმოადგენდა დადებითად დამუხტული მატერიის ღრუბელს, სიმეტრიულად დაწინწკლული ელექტრონებით. რადიოაქტიურობის შემდგომი კვლევის პროცესში თომსინის მოდელმა ვერ ახსნა რიგი მოვლენები, რის გამოც თომსონი იძულებული გახდა ათი წლის შემდეგ ადგილი დაეთმო რეზერჰორდ-ბოილის ატომის მოდელისათვის.

ფილოსოფიური შემეცნებით თომსონი მექანიკური მატერიალისტი იყო. იგი დარწმინებული იყო ბუნების შეცნობის უსაზღვრო შესაძლესაძლებლობაში და თვით შემეცნების პროცესის უსასრულობაში. „ელექტრონი ნივთიერების აგებულების მართლა უკანასკნელი საფეხურია?“ — წერდა თომსონი. 1926 წელს მან პირველად დასვა საკითხი ელექტრონის შინაგანი აგებულების შესახებ, ხოლო 1930, 1934, 1936 წლებში მან ელექტრონის აგებულების მოდელიც კი წამოაყენა. თომსონი თავის ერთ-ერთ წიგნში წერდა:

„ შეიძლება რომელიმე მკითხველმა დასვას საკითხი, ძალიან შორს ხომ არ შევდივართ, როცა ელექტრონის მიღმა არეში ვიყურებით, სადღაც ხომ უნდა არსებობდეს საზღვარი? მაგრამ ის ფაქტი, რომ არ არსებობს მტკიცე და მკვეთრი დემარკირებული ხაზები, წარმოადგენს ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს თავისებურებას ფიზიკაში. ყოველი ახალი აღმოჩენა არ არის საზღვარი, რომლის იქით სიარული აღარ შეიძლება, პირიქით იგი წარმოადგენს შარაგზას, რომელსაც ჯერ კიდევ გამოუკვლევ ქვეყნებთან მივყარავთ. და ვიდრე არსებობს მეცნიერება, იარსებებს გადაუწვეტელ პრობლემათა სიმრავლეც. ის საშიშროება, თითქმის ოდესმე დადგება ფიზიკოსთა უმუშევრობის ეპოქა, გამორიცხულია““

.

ჯოზეფ ჯონ თომსონი გარდაიცვალა 1940 წლის 30 აგვისტოს კემბრიჯში.

იხ. ვიდეო