Ποιος καθόρισε τις θετικές ακτίνες φορτίου σε αναλογία μάζας;

Ο λόγος φορτίου προς μάζα (Ε/Μ) θετικών ακτίνων (που τώρα είναι γνωστή ως θετικά φορτισμένα ιόντα) καθορίστηκε αρχικά από τον J.J. Thomson στα τέλη του 19ου αιώνα.

Δείτε πώς το έκανε:

1. Πείραμα της Thomson: Η Thomson χρησιμοποίησε έναν σωλήνα ακτίνων καθόδου γεμάτο με αέριο σε χαμηλή πίεση. Εφαρμόζει υψηλή τάση σε όλο τον σωλήνα, δημιουργώντας μια δέσμη ηλεκτρονίων (ακτίνες καθόδου).

2. Μαγνητική εκτροπή: Στη συνέχεια πέρασε τη δέσμη μέσω ενός μαγνητικού πεδίου, το οποίο εκτρέφει τα ηλεκτρόνια σε μια κυκλική διαδρομή. Η ακτίνα αυτής της διαδρομής ήταν ανάλογη προς την ορμή των ηλεκτρονίων, η οποία με τη σειρά του σχετίζεται με τη μάζα και την ταχύτητά τους.

3. Ηλεκτρική εκτροπή: Στη συνέχεια, εφάρμοσε ένα ηλεκτρικό πεδίο στη δέσμη, προκαλώντας την εκτροπή σε μια κάθετη κατεύθυνση. Η ποσότητα παραμόρφωσης εξαρτάται από το φορτίο των ηλεκτρονίων.

4. Μέτρηση e/m: Με τη προσεκτική μέτρηση της εκτροπής της δέσμης ηλεκτρονίων τόσο στα μαγνητικά όσο και στα ηλεκτρικά πεδία, η Thomson θα μπορούσε να υπολογίσει την αναλογία φορτίου προς μάζα (E/M) των ηλεκτρονίων.

Ενώ το πείραμα της Thomson επικεντρώθηκε κυρίως στα ηλεκτρόνια, οι τεχνικές του και οι θεμελιώδεις αρχές που εμπλέκονται ισχύουν για τη μελέτη θετικά φορτισμένων σωματιδίων. Αργότερα, φυσικοί όπως ο Wilhelm Wien και άλλοι χρησιμοποίησαν παρόμοιες μεθόδους για να καθορίσουν τις αναλογίες E/M θετικών ιόντων.

Key Takeaway: Ενώ η Thomson είναι κυρίως γνωστή για τη δουλειά του με τα ηλεκτρόνια, τα πειράματα και οι μεθόδους του έθεσαν τις βάσεις για την κατανόηση των ιδιοτήτων των θετικών ιόντων.