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
|