湯姆生的陰極射線實(shí)驗(yàn)
湯姆生與其他青年物理學(xué)家一起,研究為什么氣體在X射線照射下會(huì)變成電的導(dǎo)體。據(jù)湯姆生的推測(cè):這種導(dǎo)電性,可能是由于在X射線的作用下,產(chǎn)生了某種帶正電的和帶負(fù)電的微粒所引起的。他甚至認(rèn)為:這些帶電的微?赡芫褪窍胂笾性拥囊徊糠。這種想法,在當(dāng)時(shí)不能接受,世界上哪有比原子更小的東西呢?
為了搞清楚在通電玻璃管內(nèi)從陰極發(fā)出的射線可能就是由那些連續(xù)發(fā)射的粒子所組成的。湯姆生想稱量出這些粒子的重量?墒窃趺慈シQ量那么小的粒子呢?
湯姆生利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來測(cè)量這種帶電粒子流的偏轉(zhuǎn)程度,以推測(cè)粒子的重量。他說,粒子愈重,愈不易被偏折;磁場(chǎng)愈強(qiáng),粒子被偏折愈厲害。測(cè)量這些粒子被偏折的程度和磁場(chǎng)強(qiáng)度,就能間接地測(cè)出它們的質(zhì)量,亦即能得出粒子所帶電荷與其質(zhì)量之比。這仿佛是要測(cè)定子彈的重量(鐵子彈),我們可以在一個(gè)大磁鐵附近發(fā)射子彈,子彈受磁場(chǎng)的作用會(huì)偏離靶心,然后根據(jù)子彈偏離靶心多遠(yuǎn)和磁場(chǎng)強(qiáng)度大小推知子彈重量多大。
1897年,湯姆生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指出,陰極射線是由速度很高(每秒10萬公里)的帶負(fù)電的粒子組成的。起初稱為“粒子”,后來借用了以前人們對(duì)電荷最小單位的命名,稱之為“電子”。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,陰極射線粒子的電荷與質(zhì)量之比與陰極所用的物質(zhì)無關(guān)。也就是說,用任何物質(zhì)做陰極射線管的陰極,都可以發(fā)出同樣的粒子流,這表示任何元素的原子中都含有電子。
新世紀(jì)的火炬
電子的質(zhì)量與電荷
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