Опыты Томсона и открытие электрона
На исходе 19-го века было проведено много опытов по изучению электрического разряда в разреженных газах. Разряд возбуждался между катодом и анодом, запаянными внутри стеклянной трубки, из которой был откачан воздух. То, что проходило от катода, было названо катодными лучами.
Чтобы определить природу катодных лучей, английский физик Джозеф Джон Томсон \(1856 – 1940\) провел следующий эксперимент. Его экспериментальная установка представляла собой вакуумную электронно-лучевую трубку \(см\. рисунок\). Накаливаемый катод К являлся источником катодных лучей, которые ускорялись электрическим полем, существующим между анодом А и катодом К. В центре анода имелось отверстие. Катодные лучи, прошедшие через это отверстие, попадали в точку G на стенке трубки S напротив отверстия в аноде. Если стенка S покрыта флуоресцирующим веществом, то попадание лучей в точку G проявляется как светящееся пятнышко. На пути от A к G лучи проходили между пластинами конденсатора CD, к которым могло быть приложено напряжение от батареи.
Если включить эту батарею, то лучи отклоняются электрическим полем конденсатора и на экране S возникает пятнышко в положении G1. Томсон предположил, что катодные лучи ведут себя как отрицательно заряженные частицы. Создавая в области между пластинами конденсатора ещё и однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка \(оно изображено точками\), можно вызвать отклонение пятнышка в том же или обратном направлении.
Опыты показали, что заряд частицы равен по модулю заряду иона водорода \( 1,6⋅10−19 Кл\), а её масса оказывается почти в 1840 раз меньше массы иона водорода.
В дальнейшем она получила название электрона. День 30 апреля 1897 г., когда Джозеф Джон Томсон доложил о своих исследованиях, считается «днём рождения» электрона.
Что представляют собой катодные лучи?
- рентгеновские лучи
- гамма-лучи
- поток электронов
- поток ионов