อะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีประจุบวกกับประจุลบเท่ากันหรือไม่

โครงสร้างอะตอมของทอมสัน

     ผู้ค้นพบ

เจ เจ ทอมสัน (J.J. Thomson)


     ทำอย่างไรจึงค้นพบ
          ทอมสัน ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของแก๊สในหลอดรังสีแคโทด
     วิธีทำการทดลองและผลการทดลอง
          หลอดรังสีแคโทด เป็นหลอดแก้วที่สูบอากาศออกหมด แล้วบรรจุแก๊สเข้าไป เมื่อให้กระแสไฟฟ้า 10,000 โวลต์ แล้ววางฉากเรืองแสงที่ฉาบด้วยซิงค์ซัลไฟต์(ZnS) ไว้ภายในหลอด จะเห็นเส้นเรืองแสงสีเขียวพุ่งจากแคโทด (ขั้วลบ) ไปยังแอโนด (ขั้วบวก) เรียกรังสีนี้ว่า "รังสีแคโทด"

          เพื่อความมั่นใจว่ารังสีนั้นพุ่งจากแคโทดไปยังแอโนดจริง เขาจึงดัดแปลงหลอดรังสีแคโทดใหม่ ทำให้เขาเห็นรังสีพุ่งเป็นเส้นตรงมาจากแคโทดไปกระทบกับฉากเรืองแสง


          เขาทำการทดลองต่อไป เพื่อทดสอบสมบัติของรังสีนี้ โดยเพิ่มขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วเพื่อทำให้เกิดสนามไฟฟ้า พบว่ารังสีเบี่ยงเบนเข้าหาขั้วบวก เขาจึงสรุปว่ารังสีแคโทดประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบ

          นอกจากนี้ เขาได้ทดลองให้รังสีแคโทดอยู่ในสนามแม่เหล็ก ปรากฎว่ารังสีเบนไปอีกทิศทางหนึ่งซึ่งตรงกันข้ามกับรังสีแคโทดที่อยู่ในสนามไฟฟ้า

          จะได้ว่า เมื่อรังสีแคโทดอยู่ในสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก รังสีจะเบนไปจากแนวเดิม โดยรังสีจะวิ่งไปหาขั้วบวกของสนามไฟฟ้า ส่วนสนามแม่เหล็กนั้นรังสีวิ่งไปหาขั้วใต้ ดังนั้นเขาจึงผ่านสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กไปยังรังสีแคโทด แล้วใช้อีกสนามหนึ่งมาทำให้รังสีเบนกลับเป็นเส้นตรงเหมือนเดิม แรงผลักของไฟฟ้าจะบอกว่ามีกี่ประจุ ส่วนแรงผลักจากสนามแม่เหล็กนั้นจะบอกว่าอนุภาคมีน้ำหนักเท่าใด เขาจึงหาอัตราส่วนประจุต่อมวลของอิเล็กตรอนได้

     สรุปผลการทดลอง
          อิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบร่วมที่พบในธาตุใดก็ได้ เพราะเมื่อเขาทำการทดลองซ้ำโดยเปลี่ยนชนิดของโลหะที่ใช้เป็นขั้วแคโทด และเปลี่ยนชนิดของแก๊สที่บรรจุ แต่ผลการทดลองยังได้เหมือนเดิม
          อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุลบ
          อัตราส่วนประจุต่อมวลของอิเล็กตรอนเท่ากับ 1.76 X 108 คูลอมบ์ต่อกรัม

     แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

          เมื่อทอมสันพบว่าอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคทึ่มีประจุลบในอะตอม ประกอบกับความเชื่อที่ว่าอะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า นั่นคือมีจำนวนประจุบวกเท่ากับประจุลบ เขาจึงเสนอโครงสร้างอะตอมว่า อะตอมมีรูปร่างเป็นทรงกลม และมีอนุภาคภายในคือประจุบวกและประจุลบปนกันไปอย่างสม่ำเสมอในปริมาณที่เท่ากัน