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J.J. Thomson, l'électron libre de la physique

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J.J. Thomson, l'électron libre de la physique

Vendredi, 29/12/2000 - 23:00 1 commentaire
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Il est l'un des piliers de la physique. Sans lui, pas délectricité, pas de matière. Lélectron, particule élémentaire chargée négativement, est un constituant essentiel des atomes. Cest le Britannique Joseph John Thomson, Prix Nobel de physique en 1906, qui la déniché et lui a offert la postérité. Né le 18 décembre 1856 dans la banlieue de Manchester, en Angleterre, "J.J." Thomson est rapidement remarqué pour ses dons en mathématiques. Ses professeurs d'Owens College le poussent alors à entrer au prestigieux Trinity College de l'université de Cambridge. Là, ses capacités se confirment et il finit second de sa promotion. La direction de Trinity lui propose alors un poste de chargé de cours. Il y restera jusqu'à sa mort, le 30 août 1940. Dès 1884, une formidable opportunité s'offre à lui. Il devient professeur de physique expérimentale au laboratoire Cavendish, dans la lignée de James Maxwell et de Lord Rayleigh. Bien qu'il soit novice en la matière, il apprend vite et réalise d'importantes expériences en électromagnétisme et en atomistique. C'est également au sein du laboratoire que Thomson rencontre sa future épouse. Physicienne, spécialiste des films, Rose Paget lui donnera deux enfants dont l'un, George Paget Thomson, suivra la route tracée par son père et gagnera lui aussi le Prix Nobel. L'un des phénomènes physiques qui intriguent le plus J.J. Thomson est celui dit des rayons cathodiques. En appliquant une forte tension entre deux tiges de métal fixées aux extrémités d'un tube de verre dans lequel le vide a été fait, un faisceau de rayons apparaît. S'agit-il d'ondes ou de matière ? En 1894, l'Allemand Heinrich Hertz et son étudiant Philipp Lenard constatent que ce faisceau est capable d'exciter une substance fluorescente au point de rencontre avec le verre. Par ailleurs, il peut traverser une mince feuille de métal, contrairement à la lumière. Les expériences de Jean Perrin, en France, montrent que ces rayons transportent une charge négative. Et en janvier 1897, un autre Allemand, Emil Wiechert, prouve que le ratio entre charge et masse se révèle mille fois plus petit que celui du plus petit atome connu. C'est en cette même année 1897 que J.J. Thomson réalise une série d'expériences qui le mettent sur la piste de l'électron. A l'aide d'un tube cathodique adapté, il démontre que les rayons et la charge sont indissociables. Puis il observe qu'un champ électrique les dévie, à l'instar de n'importe quelle particule chargée. Enfin, la déviation des rayons dans les champs magnétiques et électriques lui permet de calculer avec précision le ratio charge sur masse. Il obtient la valeur de 176 millions de coulombs par gramme, qui ne correspond à aucun atome connu. Les rayons cathodiques sont donc bien constitués de particules à part entière. Thomson les baptisent corpuscules. Malgré le scepticisme de ses pairs, le Britannique persiste et signe. Selon lui, ils représentent les briques élémentaires des atomes. Cependant, son modèle basé sur un essaim de corpuscules prisonnier d'un nuage de charges positives est vite supplanté par celui d'Ernest Rutherford, un de ses anciens élèves. Le physicien réussi en effet à prouver l'existence du noyau et esquisse le premier modèle atomique ressemblant à peu près à la réalité : les électrons gravitant autour du noyau. Ce n'est d'ailleurs pas Thomson qui le premier emploie le terme d'électron. Inventé par George Johnston Stoney en 1891, il désigne avant tout l'unité de charge découverte lors de ses expériences sur l'électrolyse. C'est néanmoins sous ce nom que les fameux corpuscules acquerront leurs lettres de noblesse. J.J. Thomson, lui, sera honoré par tous. Fait chevalier de l'Ordre du mérite en 1908, il obtiendra de très nombreuses récompenses et donnera des cours au quatre coins du monde.

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  • chichimie

    19/10/2012

    Très intéressant , j'adore <3

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