Д.Д. Томсон: Кн. для учащихся - Кудрявцев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Экспериментами со вторичным рентгеновским излучением занялся в лаборатории и английский физик ученик Томсона — Чарлз Баркла (1877—1944). В ходе этих исследований, продолженных в Ливерпуле, он показал, что когда первичные рентгеновские лучи падали на газ, возникали вторичные лучи, интенсивность которых при одинаковых давлениях была пропорциональна плотности газа и не зависела от природы первичных лучей. В 1904 г. Баркла обнаружил поляризацию вторичного излучения. Это открытие подтвердило предсказание Томсона, что рентгеновские лучи — «весьма тонкие пульсации интенсивной электрической и магнитной силы».
В 1906 г. Баркла открыл характеристическое излучение1, которое образовывало линейчатый спектр, распадающийся на серии. За открытие характеристических лучей он был в 1917 г. удостоен Нобелевской премии.
Таким образом, продолжая исследования, начатые в Кавендишской лаборатории под руководством Томсона, проверяя теорию рентгеновского излучения, Баркла достиг результатов, имеющих большую важность как для объяснения природы этих лучей, так и для развития атомной физики. 1
Закончим наше повествование об учениках Томсона рассказом еще об одном лауреате Нобелевской премии — Оуэне Ричардсоне (1879—1959), максвелловском стипендиате, проработавшем в лаборатории 6 лет, до 1906 г. В лаборатории он занялся изучением термоэлектронной эмиссии. Эти исследова-
' Характеристическое излучение возникает при бомбардировке анода электронами. Оно имеет определенную длину волны, характерную для вещества анода.
48 ния были продолжены им в Принстонском университете в США. Прибор Ричардсона для этих исследований представлял собой по существу одну из первых электронных ламп. В ходе своих исследований Ричардсон получил формулу, связывающую силу тока насыщения и абсолютную температуру. Кроме исследований термоэлектронной эмиссии, в лаборатории он занимался изучением рекомбинации ионов.
Мы рассказали лишь о нескольких учениках Томсона. У него учились многие исследователи из различных стран мира, в том числе русские — В. А. Бородовский, Г. А. Бродский, Н. Д. Папалекси и др. У него начинал карьеру ученого датчанин Н. Бор. Учениками Томсона были англичане Ф. Ас-тон и Г. Брэгг, лауреаты Нобелевской премии.
Школа Томсона сыграла большую роль в развитии физики. Только за 5 лет, с 1895 по 1900 г., учеными лаборатории было опубликовано 104 статьи в области электропроводности газов. А. К. Тимирязев назвал исследования Томсона и его учеников в области проводимости газов лучшим образцом экспериментальных исследований в физике. Г. Лоренц считал исследования школы Томсона великолепными.
Исследования Кавендишской школы многое дали для утверждения электрона и экспериментального доказательства характера проводимости в газах, для раскрытия природы рентгеновских лучей и первоначального анализа радиоактивных веществ. Из исследований Томсона и его учеников роди-
Томсон среди докторантов
49 лись важные технические открытия: катодный осциллограф, электронная лампа, камера Вильсона, масс-спектрометр, которые и сегодня играют огромную роль как в технике, так и в науке. Исследования Кавендиіііской школы внесли фундаментальный вклад в физику электронов и атомную физику.
Молодые ученые многому учились у своего учителя, руководителя и организатора Кавендишской школы физики. В свою очередь Томсон, как истинный учитель, многому учился у своих учеников. Он никогда не подавлял своим авторитетом инициативы учеников, хотя темы для исследований подбирал в основном сам, учил ясному пониманию исследуемого вопроса, учил мыслить физически, умело пользуясь математикой.
Томсон встречался со своими учениками не только в лаборатории и на заседаниях Кавендишского общества, но и на спортивных состязаниях, и за чаем. Эти встречи помогали лучше узнать друг друга, содействовали сплочению всех работающих в лаборатории. Единению способствовали также его личные черты — простота, скромность, трудолюбие и демократичность. Для Студентов он был старшим товарищем, у которого всегда можно было найти совет и помощь.
Итак, большая исследовательская программа в области газового разряда, умело распределенная учителем среди своих учеников, огромная научная репутация Томсона, педагогическое мастерство, организаторский талант, его личные качества — все это служило успеху .Кавендишской школы физики.
ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ ПРОВОДИМОСТИ МЕТАЛЛОВ
Исследования Томсона и его учеников раскрыли характер электропроводности газов и убедили физиков в реальности электрона. Он начинает фигурировать во многих физических построениях ученых. Появилась и электронная теория, объясняющая проводимость металлов.
Истоки этой теории мы находим еще до открытия электрона. Так, Вебер в ряде работ, вышедших в 60-х годах прошлого столетия, представлял электрический 'ток в проводнике как движение положительных и отрицательных ионов. В более поздних работах он высказал мнение, что электропроводность обусловлена движением положительных ионов. Его теория электропроводности в металлах предполагала перенос вещества,. и это было ее главным недостатком, поскольку, как показывал опыт, электропроводность в металлах не сопровождалась переносом вещества.
