تحقیق تاریخچه علم الکترونیک از آغاز قرن بیستم

اشعه های کاتدی و کشف الکترون

  اگر جه بسیاری از فیزیکدانان قرن 19 میلادی مانند فارادی، بر پایه علم شیمی و پدیده های مشاهده شده در الکترولیز متقاعد شده بودند  که جریان الکتریکی شامل شاری از ذرات باردار است ، اما هنوز طبیعت این بارها معلوم نشده بود. حتی برای این مسأله ابتدایی که بار ذرات مثبت بود یا منفی جواب دقیقی وجود نداشت.پاسخ  این سوالها و همچنین چگونگی ساختار اولیه مواد  بایک سری  آزمایشات   معلوم شد که آغاز  آنها  بررسی تخلیه الکتریکی در لامپهای خلع بود. با گذشت زمان مجموعه ای از اکتشافات انجام شد که منجر به انقلاب تکنولوژیکی در قرن بیستم شد.

  William Crookes(1832-1919)  وی که در کودکی ثروت بزرگی را به ارث برد ، تمام تحقیقات خود را در آزمایشگاه خصوصی انجام داد.تحقیقات او در زمینه تخلیه بار در گازها – که در پی اختراع لامپ اشعه کاتدی توسط  Pluecker  و  Hittorf انجام شد – و همچنین مشاهداتش  در مورد اشعه کاتدی و فضای تاریک درکاتد،   در نهایت  منجر به کشف اشعه ایکس و الکترون گشت. از دیگر اختراعات .Crookes  رادیو متر بود  که بر تیوری جنبشی در گازها تآکید می کرد. او بطور کنجکاوانه ای از معتقدان به  نیروهای فرا طبیعی بود و در دهه 1870 مدعی شد که صحت پدیده های مربوط به توانایی های ذهنی را ثابت کرده است.بعد ازمدتی او درگیر جنبش عرفانی شد و اسنادی مبنی بر دور کردن شیاطین و پلیدی ها توسط وی موجود می باشد. در سال 1897 از طرف ملکه ویکتوریا( که خود از علاقه مندان به نیروهای فرا طبیعی بود) به مقام نجیب زادگی ترفیع پیدا کرد و در سال 1909 به عنوان رییس انجمن دربار  برگزیده شد.

·  Karl Ferdinand Braun (1850-1918) زمانی که در پست ریاست  انستیتو فیزیک وهمچنین استادی  فیزیک در دانشگاه استراسبورگ بود موفق شد اولین نوسان سنج لامپ اشعه کاتدی که در حال هدایت شاری از الکترونها به یک صفحه فلورسنت بود را  نشان دهد که این امر خبر از  نزدیک بودن ساخت صفحه های نمایش تلویزیون می داد.هر چند که امروزه کمتر از او یاد می شود ، اما او سهم بزرگی در پیشرفت الکترونیک داشت اوپی برد که یکسو سازی در یک پیوند کریستال/ فلزی رخ می دهد و این کشف بعدها منجر به مطرح شدن  گیرنده های کریستالی شد. در سال 1899 او تزویج سلفی غیر تخلیه ای را برای آنتن ها و همچنین آنتن پرتو مستقیم را مطرح کرد. او در سال 1909  به همراه  Guglielmo Marconiموفق به دریافت جایزه نوبل شد. هنگامی که امریکا وارد جنگ جهانی اول شد ، او برای درخواست حق ثبت یکی از اختراعاتش به نیو یورک رفته بود.پیش از پایان جنگ ، او به عنوان یک دشمن بیگانه توقیف شد و پس از مدتی  مرد.

 ·  Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) او که رییس انستیتو فیزیک و رییس بازنشسته دانشگاه Wurzburg بود،در سال 1895 کشف کرد که بعضی تشعشعات ناشناخته ناشی از لامپ تخلیه می تواند موجب شود تا کریستال از خود نور (فلورس) پخش کند. او همچنین کشف کرد که این تشعشعات  می توانند از اجسام جامد عبور کنند و بر کاغذ حساس عکاسی تاثیر بگذارند.او که تنها کار می کرد و پنهانکاری زیادی در کار خود داشت تحقیقات خود را به پایان رساند و هشت هفته بعد کشف خود را به طور رسمی اعلان کرد.در سال 1896 پس از اینکه صحت علمی  و پزشکی تحقیقاتش معلوم شد ، کشف او به طور رسمی در دنیا منتشر شد. درطی چند هفته بعضی بیمارستانها اشعه ایکس را به کار گرفتند. پس از مدتی  Roentgen  به یکی از مشهور ترین دانشمندان دنیا مبدل گشت.او افتخارات زیادی را کسب کرد، از جمله جایزه اول نوبل در فیزیک و همچنین  مقام نجیب زادگی ( که البته او از قبول این مقام امتناع کرد).

Joseph John Thomson (1856-1940) او که فرزند یک کتاب فروش منچستری بود در چهارده سالگی وارد کالج شد و در بیست و هشت سالگی به عنوان عضوی از انجمن سلطنتی انتخاب گشت و به مقام استادی آزمایشگاه Cavendish گماشته شد.کشف بزرگ او در سال 1897 و  در طی درس بررسی اشعه های کاتدی رخ داد.Thomson مدارک قانع کننده ای ارانه کرد که نشان می داد اشعه ها شامل ذرات باردار هستند.او نسبت بار به جرم را اندازه گیری کرد و توانست تخمین بزند که این جرم حدود 1800/1 جرم انم هیدروژن است.او با کشف الکترون جایزه نوبل را در سال 1906 دریافت کرد و دو سال بعد به مقام نجیب زادگی ترفیع داده شد. رادر فورد (Rutherford ) در باره Thomson می گوید:"او متشعشع ترین لبخند را دارد... هنگامی که در بحث  کسی  را شکست می دهد."

Robert A. Milikan (1868-1953) کارش را به عنوان استاد ادبیات در کالج Oberlinشروع کرد ولی پس از مدتی برای اینکه درآمد بیشتری کسب کند پذیرفت که به تدریس فیزیک بپردازد. پس از مدتی  یک کمک هزینه تحصیلی دررشته  فیزیک در کلمبیا را   پذیرفت ، دوباره به این علت که  این بهترین پشتیبانی مالی برای او بود.کار دانشگاهی اودر دانشگاه شیکاگو در ابتدا فقط شامل تدریس بود و او تا نزدیک چهل سالگی به تحقیق جدی نپرداخت.سپس در سال 1906 او   پیشرفتهایی درآزمایش Thomson حاصل کرد که منجر به ساخت  دستگاهی شد که بار الکترون را به دقت اندازه گیری می کرد.نتایجی که او بدست آورد  در سال 1910 منتشر شد و آخرین شبهه در مورد تیوری اتمی مواد برطرف شد.در سال 1914 او نتایجی را منتشر کرد که به خاطر آنها جایزه نوبل را دریافت کرد: تعیین اندازه دقیق ثابت پلانک با استفاده از اثر فوتوالکتریک که بازبینی کننده  نظریه اثر فوتوالکتریک  Einstein در سال 1905 و طبیعت کوانتومی نور بود.

2-تلگراف بی سیم

 ماکسول در سال 1865 تیوری ای رامنتشر کرد که در آن الکترودینامیک ،(magnetodynamics) الکتریسیته القایی و فیزیک نور را به هم مربوط ساخت . در آن زمان این  تیوری بطور گسترده مورد پذیرش واقع نشد. با وجود اینکه  ماکسول یک محقق ماهر بودولی  در چهارده سال باقی مانده عمرش تلاش نکرد تا وجود امواج الکترو مغناتیس را که در تیوریش پیشبینی کرده بود ثابت کند.با این حال  دانشمند مشهور آلمانی von Helmholtz که به تیوری ماکسول ایمان داشت ، شاگردش Hertz را به تلاش برای تولید و کشف تابش های الکترو مغناتیس ترغیب کرد. تلاشهای Hertz سرآغازی برای ارتباطات بی سیم شد