Fisico inglese. Allievo di J.C.
Maxwell e professore di Fisica sperimentale al Trinity College di Cambridge dal
1882, fece del laboratorio Cavendish, in cui lavorò per oltre 40 anni e
di cui fu direttore dal 1894 al 1919, una delle principali scuole di fisica del
mondo. Nominato professore all'Istituto reale di Londra nel 1905, fu presidente
della Royal Society dal 1915 al 1920. Fece inoltre parte di numerose accademie
scientifiche, tra cui quella dei Lincei (dal 1903) e quella delle scienze di
Francia, di cui fu eletto socio straniero nel 1919. Teorico e sperimentatore di
valore e autore di importanti lavori sull'elettromagnetismo di Maxwell,
T.
si occupò di tutti i problemi della fisica in generale, ma
dedicò le proprie ricerche soprattutto allo studio della natura dei raggi
catodici, allora oggetto di vivaci discussioni. Dopo che le ricerche di J.
Perrin ebbero dimostrato che i suddetti raggi trasportano cariche elettriche
negative (1895), nel 1897
T., riuscendo a ottenere la loro deviazione in
un campo elettrico, si persuase del fatto che i raggi catodici sono costituiti
da cariche elettriche negative portate da particelle di materia, chiamate in
seguito
elettroni, delle quali determinò in un secondo tempo le
principali caratteristiche. Nello stesso anno, infatti, sottoponendo i raggi
catodici all'azione contemporanea di un campo elettrico e di un campo magnetico,
stabilì il rapporto
e/m tra la carica e la massa dell'elettrone,
nonché la sua velocità. Quindi, osservando la migrazione
collettiva di goccioline di nebbia cariche in un campo elettrico, formulò
una prima valutazione della carica dell'elettrone. Basandosi sulla misurazione
del rapporto tra carica e massa, dimostrò inoltre che negli effetti
fotoelettrico e termoelettronico si verifica un'emissione di elettroni. Sempre
nel 1897 elaborò, con l'aiuto di F. Rutherford, il metodo di misurazione
dell'intensità delle radiazioni emesse dalle sostanze radioattive, basato
sulla ionizzazione generata da queste ultime in un gas. A partire dal 1899 si
dedicò allo studio del complesso fenomeno del passaggio di
elettricità attraverso i gas, interpretandolo con la teoria della
ionizzazione, che gli valse il premio Nobel per la fisica nel 1906. Nel 1904
propose un modello di atomo costituito da una distribuzione continua di
elettricità positiva, nella quale si muovono su diverse traiettorie
circolari concentriche tanti elettroni quanti sono necessari per compensare la
carica positiva. Il modello atomico di
T., in seguito modificato e
superato da Rutherford, ebbe il grande merito di mettere in luce il problema
delle instabilità radioattive, comune a tutti i modelli atomici con
elettroni basati sulla fisica classica. Nel 1912
T. dimostrò che i
raggi canali del neon sono costituiti da due generi di particelle diverse, di
peso atomico 20 e 22. Il suo assistente F.W. Aston proseguì il lavoro,
giungendo nel 1920 alla costruzione dello spettrografo di massa. Fra le sue
opere ricordiamo:
La conduzione dell'elettricità attraverso i gas
(1903),
La teoria corpuscolare della materia (1907),
I raggi di
elettricità positiva e le loro applicazioni all'analisi chimica
(1913), l'opera autobiografica
Ricordi e Riflessioni (1936)
(Cambridge 1892-1975). ║
Metodo delle parabole di T.: procedimento
sperimentale che, avvalendosi di uno speciale dispositivo (
spettrografo di
T.), permette di determinare la carica specifica, ovvero il rapporto tra
carica elettrica
q e massa
m, di ioni. Precorritore dei moderni
spettrografi di massa, il dispositivo messo a punto da
T. è
costituito da un tubo a scarica in cui vengono generati raggi canale. Sugli ioni
che costituiscono tali raggi agiscono un campo di induzione magnetica generato
da un elettromagnete, e un campo elettrico, entrambi paralleli e ortogonali alla
direzione degli ioni. Questi ultimi vengono deviati dal campo magnetico secondo
la direzione
z, e dal campo elettrico secondo la direzione
y, in
modo che quelli aventi uguale carica specifica vanno a cadere sulla lastra
fotografica
d, in punti appartenenti a una parabola di equazione
z2 = k (
B2 / E)
(
q/m)
y,
dove
B indica l'induzione magnetica, ed
E l'intensità del
campo elettrico; l'asse del campo elettrico risulta dall'esame congiunto di ogni
parabola e della sua associata simmetrica, ottenuta invertendo il campo
magnetico.