Сегодня расскажем о том как английскому физику, по совместительству лорду, сэру Дж.Дж. Томсону удалось открыть электрон.
Ведущая идея Томсона была следующей: если поместить разрядную трубку с катодными лучами в электрическое или магнитное поле, то лучи будут искривляться. Хотя этот факт был открыт и до Томсона, но именно Томсон придумал, как его использовать.
Лучи искривляются. значит частицы из которых состоят лучи приобретают ускорение, а ускорение заряженной частицы в заданном электрическом поле прямо пропорционально ее заряду и обратно пропорционально ее массе.
А вот дальше уже придумал Томсон. Он направил горизонтальный пучок лучей перпендикулярно на вертикальную фотографическую пластину. Затем Томсон одновременно включил и магнитное поле и электрическое. Электрическое отклоняло катодный луч влево или вправо, а магнитное поле вверх или вниз.
Смещение влево-вправо зависело от дроби e/m, а вверх-вниз от скорости электронов. Измерив горизонтальное и вертикальное смещение следа падения катодного луча, Томсон составил два уравнения с двумя неизвестными: скоростью электрона и дробью e/m.
Эти два уравнения Томсон решил и получил следующие результаты. Скорость электронов в катодных лучах получилась разная и зависела от электрического напряжения.
1000 Вольт - 18000 км/с,
250 Вольт - 9000 км/с.
А вот значение дроби e/m, то есть заряда электрона к его массе ов всех опытах получилось одинаковым. Используя результаты опытов Фарадея по электролизу, Томсон вычислил что электрон в 1840 раз легче атома водорода.
Из опытов Томсона последовал ряд важных выводов:
В первую очередь, это понимание природы электрического заряда, понимание того, что отрицательный заряд - это избыток электронов, а положительный заряд - недостаток электронов в атоме.
Второе - это понимание того, что атом - сложная система,к оторая позволяет увеличивать или уменьшать число электронов.
И сам Томсон делает вывод: электрон - обычная составная часть атома любого химического элемента.