Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

Το πείραμα του Τόμσον

Ο Τόμσον γνώριζε το εξής πείραμα. Μέσα σε ένα γυάλινο σωλήνα τοποθετούμε δύο ηλεκτρόδια (Εικ. 5.2). Κατόπιν, συνδέουμε κάθε ηλεκτρόδιο με τον πόλο μιας πηγής, και από το σωλήνα αφαιρούμε αέρα. Όταν αφαιρέσουμε αρκετό αέρα, μια φωτεινή κηλίδα σχηματίζεται στο γυάλινο τοίχωμα πίσω από το θετικό ηλεκτρόδιο. Αυτή η κηλίδα δημιουργείται από δέσμη ακτινοβολίας ή από δέσμη σωματιδίων που εκπέμπεται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο;

Το 1897, ο Τόμσον για να απαντήσει σε τούτο το ερώτημα, αφαίρεσε ακόμα περισσότερο αέρα από το γυάλινο σωλήνα και στην πορεία της δέσμης παρενέβαλε ηλεκτρικό πεδίο (Εικ. 5.3). Τότε, παρατήρησε ότι η κηλίδα μετατοπιζόταν. Συμπέρανε, λοιπόν, ότι η δέσμη αποτελείται από αρνητικά ηλεκτρισμένα σωματίδια, τα οποία ονομάστηκαν ηλεκτρόνια. Υπέθεσε ότι τα ηλεκτρόνια υπάρχουν στα άτομα του υλικού από το οποίο αποτελείται το αρνητικό ηλεκτρόδιο και εκπέμπονται από αυτά. Τέλος, ο Τόμσον μέσω μιας σειράς πειραμάτων διαπίστωσε ότι ηλεκτρόνια υπάρχουν στα άτομα κάθε υλικού. Έτσι, ανακάλυψε το πρώτο υποατομικό σωματίδιο, το ηλεκτρόνιο.

Επειδή ένα μη ηλεκτρισμένο σώμα δεν ασκεί ηλεκτρική δύναμη, ο Τόμσον συμπέρανε ότι μέσα στο άτομο εκτός από τα ηλεκτρόνια (τα οποία είναι αρνητικά ηλεκτρισμένα) υπάρχουν επίσης θετικά ηλεκτρισμένα σωματίδια. Το συνολικό φορτίο των ηλεκτρονίων θα πρέπει να είναι ίσο με το συνολικό φορτίο των θετικών σωματιδίων.

Το 1909 ο Αμερικανός φυσικός Μίλικαν (Millikan) μέτρησε το φορτίο του ηλεκτρονίου και βρήκε ότι κάθε ηλεκτρόνιο μεταφέρει ένα στοιχειώδες φορτίο (βλέπε κεφ. 4 - ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ).

Εικόνα 5.3 Όταν στην πορεία της δέσμης παρεμβάλλουμε ηλεκτρικό πεδίο, ή φωτεινή κηλίδα μετατοπίζεται. Συμπεραίνουμε ότι η δέσμη αποτελείται από φορτισμένα σωματίδια.

Εικόνα 5.4 Πείραμα του Ράδερφορντ: Θετικά φορτισμένα σωματίδια εκτοξεύονται προς το φύλλο του χρυσού. Εξετάζουμε πώς επηρεάζεται η κίνηση τους κατά τη διέλευση της δέσμης μέσα από αυτό.