Ποια ευρήματα οδήγησαν τον JJ Thomson να συμπεράνει ότι τα σωματίδια είναι μικρότερα από τα άτομα που υπάρχουν;

J.J. Η πρωτοποριακή ανακάλυψη του ηλεκτρονίου του Thomson το 1897 ήταν μια βασική στιγμή στην κατανόησή μας για το άτομο. Δεν παρατηρούσε άμεσα ηλεκτρόνια, αλλά συνήγαγε την ύπαρξή τους με βάση μια σειρά πειραμάτων που αφορούν ακτίνες καθόδου. Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών ευρημάτων που τον οδήγησαν σε αυτό το συμπέρασμα:

1. Οι ακτίνες καθόδου εκτρέπονται από μαγνητικά πεδία:

* Η Thomson παρατήρησε ότι οι ακτίνες της κάθησης, που εκπέμπονται από μια κάθοδο σε σωλήνα κενού, εκτρέπονται από μαγνητικά πεδία. Αυτό έδειξε ότι οι ακτίνες αποτελούνται από φορτισμένα σωματίδια, αφού τα φορτισμένα σωματίδια είναι γνωστό ότι αλληλεπιδρούν με μαγνητικά πεδία.

2. Οι ακτίνες καθόδου εκτρέπονται από ηλεκτρικά πεδία:

* Περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι οι ακτίνες καθόδου εκτρέπονταν επίσης από ηλεκτρικά πεδία. Αυτό επιβεβαίωσε τη φορτισμένη φύση τους και επέτρεψε στην Thomson να καθορίσει την αναλογία του φορτίου του σωματιδίου στη μάζα του (E/M).

3. Ανεξαρτησία του υλικού καθόδου:

* Η Thomson διαπίστωσε ότι οι ιδιότητες των ακτίνων καθόδου, συμπεριλαμβανομένης της αναλογίας E/M, ήταν ανεξάρτητες από το υλικό που χρησιμοποιήθηκε για την κάθοδο. Αυτό υποδηλώνει ότι τα σωματίδια που συνθέτουν τις ακτίνες ήταν θεμελιώδη συστατικά όλων των θέσεων, όχι μόνο συγκεκριμένα στοιχεία.

4. Σύγκριση με ιόντα υδρογόνου:

* Η Thomson συνέκρινε την αναλογία E/M των ακτίνων καθόδου με εκείνη των θετικά φορτισμένων ιόντων υδρογόνου (πρωτόνια), τα οποία ήταν γνωστά εκείνη τη στιγμή. Τα σωματίδια ακτίνων καθόδου είχαν πολύ υψηλότερη αναλογία E/M, υπονοώντας ότι είτε ήταν πολύ ελαφρύτερα από τα ιόντα υδρογόνου είτε μετέφεραν πολύ μεγαλύτερο φορτίο.

5. Το μοντέλο πουτίγκα δαμάσκηνου:

* Με βάση τα ευρήματά του, η Thomson πρότεινε το "μοντέλο πουτίγκα δαμάσκηνου" του ατόμου, το οποίο οραματίστηκε θετικά φορτισμένη σφαίρα με αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια ενσωματωμένα μέσα σε αυτό. Αυτό το μοντέλο αποδείχθηκε αργότερα λανθασμένο, αλλά ήταν ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην κατανόηση της ατομικής δομής.

Συνοπτικά: Οι παρατηρήσεις της Thomson σχετικά με την εκτροπή των ακτίνων καθόδου από μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία, την ανεξαρτησία των ιδιοτήτων τους από το υλικό καθόδου και η σύγκριση της αναλογίας E/M σε ιόντα υδρογόνου τον οδήγησε στο συμπέρασμα ότι τα σωματίδια μικρότερα από τα άτομα, τα οποία κάλεσαν ηλεκτρόνια και αποτελούν θεμελιώδη συστατικό της ουσίας.