THOMSON sir JOSEPH JOHN (1856-1940)
Joseph Thomson
Keystone/ Hulton Archive/ Getty Images
Né à Cheetham Hill, dans la banlieue de Manchester, le 18 décembre 1856, John Joseph Thomson entra au Trinity College de Cambridge en 1876 et y fit toute sa carrière. En 1884, il succéda à lord Rayleigh à la prestigieuse chaire Cavendish de physique expérimentale. Marié en 1890, il eut deux enfants dont George Paget Thomson, Prix Nobel de physique en 1937 pour ses travaux sur la diffraction des électrons par les cristaux. Le 30 avril 1897, Thomson annonce la découverte de l'électron pendant son cours du soir à la Royal Institution. C'est pour ce travail qu'il reçut le prix Nobel de physique en 1906.
La détermination par Thomson en 1897 du rapport de la masse à la charge des particules présentes dans les rayons cathodiques signe la découverte de l'« atome d'électricité » baptisé électron trois ans plus tôt par le physicien irlandais George Stoney. Thomson, médiocre expérimentateur mais chercheur imaginatif, avait conçu dans son laboratoire de Cambridge un montage permettant de suivre la trajectoire de rayons issus d'un tube cathodique (l'ancêtre des tubes de télévision) et soumis à un champ magnétique ou électrique. L'utilisation de cathodes différentes (en aluminium et en platine), de divers gaz dans le tube (hydrogène, air et dioxyde de carbone) et d'intensités de champs variées le convainquit que la déflexion des rayons provenait de particules électriquement chargées universelles ; il en conclut dans un célèbre article paru dans le Philosophical Magazine que les rayons cathodiques étaient constitués de matière dans un nouvel état, un état où la subdivision de la matière est bien plus extrême que dans les gaz... cette matière étant la substance même dont les éléments chimiques sont faits.
Quelques mois plus tard, Thomson et son collègue John Sealy Edward Townsend déterminaient approximativement la charge de l'électron en analysant la taille des gouttelettes d'eau produites par le passage de particules chargées dans un air humide (phénomène qui sera à la base des détecteurs de particules appelés chambres à brouillard).
En 1912, Thomson découvrit une nouvelle méthode de séparation des atomes et des molécules par l'action de champs électromagnétiques, ouvrant la voie au spectrographe de masse inventé peu après par Francis Aston. Cette méthode permit à Thomson d'identifier l'isotope 22 du néon. Anobli en 1908, il vit un de ses étudiants, Ernest Rutherford, lui succéder en 1919 comme professeur au laboratoire Cavendish. Il est mort le 30 août 1940 à Cambridge.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
Média
Joseph Thomson
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