Tubul catodic este componenta de bază a două produse tehnologice omniprezente: ecranul televizorului şi monitorul computerului. Dar la īnceputuri, īn secolul al XlX-lea, tubul catodic reprezenta un aparat experi­mental. In forma sa iniţială, este un tub de sticlă străbătut de electrozi de metal din care a fost evacuat aerul şi īnlocuit cu un gaz special. Cīnd electrozii sīnt conectaţi la o baterie cu voltaj suficient de mare, razele catodice lovesc capătul opus al tubului şi produc fluorescentă. Razele sīnt fluxuri de electroni, nu raze de lumină. Iar acestea reprezintă primele particule subatomice care au fost descoperite. Descoperirea electronului de către Joseph John Thomson īn 1897 a reprezentat pasul crucial īn dezvoltarea conceptului despre atom īn secolul XX.

Joseph John Thomson s-a născut la 18 decembrie 1856, la Cheetham Hill, o suburbie a oraşului Manchester, īn Anglia. Tatăl său, Joseph Thom­son, era un editor şi anticar de origine scoţiană, iar mama se numea Emma Swindells. Atmosfera īn familie era mai degrabă evlavioasă decīt propice īnvăţăturii, dar Joseph a fost un elev precoce, cu o memorie prodigioasă. In 1870, la 14 ani, a īnceput să frecventeze cursurile colegiului Owens şi a intrat sub influenţa profesorului de fizică Balfour Stewart. La moartea tatălui său, īn 1873, Joseph a primit o bursă instituită īn memoria lui JOHN DALTON [22], concitadinul său care a modelat pentru prima oară teoria atomică īn forma modernă. După ce a absolvit Trinity College īn 1880, ca "second wrangler" īn matematică, Thomson a fost primit īn universitate, rămīnīnd la Cambridge tot restul vieţii. El a lucrat īn labo­ratorul Cavendish
, deschis īn 1871 care fusese condus iniţial de JAMES CLERK MAXWELL [35]. īn 1884, la numai 28 de ani', a fost numit profesor Cavendish de fizică experimentală.

Către sfīrşitul secolului al XlX-lea se īncetăţenise ideea că probabil atomii - a căror existenţă era īncă pusă la īndoială īn anumite cercuri -nu sīnt simple sfere impenetrabile de greutăţi diferite, ci au o structură internă. Potrivit teoriei electromagnetismului, aflată īn evoluţie, atomii



Intr-un anume fel, legătură cu electricitatea; iar experimentele suge-ibilitatea ca razele catodice incandescente să fie particule atomice te electric. William Crookes, care īmbunătăţise tuburile cu vid -se pe experimentele lui Thomson, credea, la īnceputul anilor 1870 le seamănă cu nişte fluxuri de molecule. Thomson a beneficiat de un mare volum de date pe care le-a adunat şi le-a studiat pe parcursul timpului, pre­cum şi de o īnţelegere deplină a teoriei electromagnetice, īn plus, el a fost inspirat de descoperirea razelor X. Cercetările sale hotărītoare au avut loc īntre 1896 şi . īn primul dintre cele cīteva experimente decisive, Thomson a plasat două discuri de metal conectate la o baterie īn interiorul unui tub catodic, creīnd astfel un cīmp magnetic prin care urmau să treacă razele. Cīnd Thomson a observat că prezenţa aces­tui cīmp poate să devieze razele catodice, a concluzionat că acestea sīnt formate din particule şi nu sīnt radiaţii luminoase. Şi mai important era faptul că Thomson deţinea acum metodele de a obţine din viteză, care era cunoscută, mărimea e/m pentru particulele reprezentīnd raportul din­tre sarcina electrică şi masă. Cīnd a desco­perit că acest raport este foarte mare, a dedus că particulele sīnt foarte mici - de o mie de ori mai mici decīt cel mai uşor atom cunoscut, cel de hidrogen.

Thomson a făcut primul anunţ asupra descoperirilor sale prelimi-a 30 aprilie 1897, la una dintre conferinţele de vineri seara de la Institute, a fost īnţeles doar de cīţiva dintre colegii săi. Dar seria sa ierimente s-a dovedit atīt de convingătoare īncīt recunoaşterea a .proape imediat. "Lumea ştiinţifică", potrivit unei relatări contemporane, "pare să se trezească brusc īn situaţia de a-şi vedea revoluţionate toate concepţiile." Termenul folosit de Thomson pentru particula elemen­tară, "corpuscul", a fost curīnd īnlocuit de "electron", propus de fizicianul irlandez George Johnstone Stoney.

īn 1903 Thomson a publicat o sinteză a operei sale Condiicţia electricităţii prin gaze.

El a dezvoltat modelul atomic numit "budinca cu stafide" īn care electronii sīnt presăraţi īntr-o sferă uniformă. Acest model a cedat curīnd locul modelului de tip sistem solar, dezvoltat de ERNEST RUTHER-FORD [57] şi NIELS BOHR [66], care a devenit prototipul final de vizuali­zare. Astăzi, nici atomul, nici electronii nu pot fi efectiv īnţeleşi doar prin intermediul reprezentărilor vizuale.

Thomson a fost mult apreciat ca om de ştiinţă şi ca profesor. Unii dintre studenţii săi aveau să devină laureaţi ai premiului Nobel. Labora­torul Cavendisli era o Mecca a fizicienilor şi a rămas astfel o lungă pe­rioadă. S-a spus adesea că Thomson era un experimentator stīngaci, care avea nevoie de mult ajutor; dar s-a dovedit foarte ingenios īn proiectarea şi perfecţionarea instrumentelor. "Succesul lui Thomson", scria A.E.E. McKenzie, "constă īn capacitatea lui de a percepe cu claritate o problemă fundamentală, de a formula o ipoteză, de a concepe teste experi­mentale şi de a organiza un atac concertat din toate unghiurile alături de echipa pe care o conduce." In 1906 lui Thomson i-a fost decernat Premiul Nobel pentru fizică. După 1912 el şi-a redus activitatea de cercetare şi s-a concentrat asupra īndatoririlor administrative. A fost īnnobilat īn 1908; īn 1918 a devenit membru al Senatului colegiului Trinity, ceea ce reprezenta o mare onoare. A demisionat de la Cavendish īn 1919 şi a trăit dintr-o pensie consistentă pīnă la 30 august . Corpul său a fost incinerat, iar urna funerară depusă īn catedrala Westminster, alături de mormintele lui ISAAC NEWTON [13], CHARLES DARWIN [27] şi ERNEST RUTHER-FORD [57].

Fără a fi un adept al filozofiei, Thomson a fost un anglican convins, care se ruga īn intimitate īn fiecare zi. A fost căsătorit cu Rose Elizabeth Paget cu care a avut doi copii. Fiul său, George Paget Thomson, a devenit fizician şi, ca şi tatăl său, laureat Nobel pentru lucrările sale asupra difracţiei electronice, tehnică folosită pentru studierea moleculelor de gaz şi a struc­turii suprafeţelor solide.