Πώς έδειξε ο JJ Thompson την ύπαρξη ηλεκτρονίων;
Το πείραμα:
1. Cathode Ray Tube: Η Thomson χρησιμοποίησε μερικώς εκκενωμένο γυάλινο σωλήνα με κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο) και άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο) σε αντίθετα άκρα.
2. Υψηλή τάση: Μια υψηλή τάση εφαρμόστηκε στα ηλεκτρόδια, προκαλώντας μια δέσμη ακτινοβολίας, γνωστή ως ακτίνες καθόδου, για να ταξιδέψει από την κάθοδο στην άνοδο.
3. Μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία: Η Thomson έβαλε μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία γύρω από τον σωλήνα ακτίνων καθόδου.
4. Εκτροπή: Παρατήρησε ότι οι ακτίνες καθόδου εκτρέπονται τόσο από μαγνητικά όσο και από ηλεκτρικά πεδία. Αυτή η εκτροπή έδειξε ότι οι ακτίνες αποτελούνται από φορτισμένα σωματίδια.
5. Αναλογία φόρτισης προς μάζα: Με τη προσεκτική μέτρηση της εκτροπής των ακτίνων στα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, η Thomson υπολόγισε την αναλογία φορτίου προς μάζα (E/M) των σωματιδίων. Αυτή η αναλογία βρέθηκε να είναι απίστευτα υψηλός, πολύ μεγαλύτερος από οποιοδήποτε γνωστό ιόν εκείνη τη στιγμή.
Συμπεράσματα:
* ύπαρξη ηλεκτρονίων: Ο Thomson κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι ακτίνες της καθόδου αποτελούνται από αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, τα οποία ονόμασε "ηλεκτρόνια".
* Υποατομικά σωματίδια: Αυτή η ανακάλυψη ήταν επαναστατική επειδή απέδειξε ότι τα άτομα δεν ήταν αδιαίρετα αλλά αποτελούνται από ακόμη μικρότερα, φορτισμένα σωματίδια.
* Universal Nature: Ο λόγος φορτίου προς μάζα του ηλεκτρονίου βρέθηκε να είναι ο ίδιος ανεξάρτητα από το αέριο που χρησιμοποιείται στον σωλήνα, υποδηλώνοντας ότι τα ηλεκτρόνια είναι ένα θεμελιώδες συστατικό όλων των ατόμων.
Βασικά σημεία:
* Το πείραμα της Thomson παρείχε επιτακτικά στοιχεία για την ύπαρξη ηλεκτρονίων.
* Έθεσε το θεμέλιο για την κατανόηση της δομής του ατόμου.
* Το πείραμα αφορούσε τη χρήση τόσο μαγνητικών όσο και ηλεκτρικών πεδίων, τα οποία επέτρεψαν την ακριβή μέτρηση των ιδιοτήτων του ηλεκτρονίου.
Το πρωτοποριακό έργο του Thomson άνοιξε μια νέα εποχή στη φυσική, οδηγώντας σε περαιτέρω εξερεύνηση του ατόμου και την ανάπτυξη της σύγχρονης ατομικής θεωρίας.
