ما هي استنتاجات تجربة أشعة الكاثود؟

أجريت جميع تجاربه باستخدام ما يعرف باسم أنبوب أشعة الكاثود ، لذا سأحاول أولا شرح ما هو وكيف يعمل.

أنبوب أشعة الكاثود عبارة عن أنبوب زجاجي مجوف مغلق تحت فراغ (تم امتصاص كل الهواء منه).

في الداخل من طرف واحد ، يوجد خيوط كهربائية (والتي تسمى في الواقع الكاثود في هذه التجربة) تمام ا مثل تلك الموجودة داخل المصباح الكهربائي. في الطرف الآخر ، توجد شاشة فلورسنت تشبه شاشة تلفزيون قديمة الطراز.

تمرر تيار ا كهربائي ا عبر الفتيل ويبدأ في التوهج. في نفس الوقت تقوم بتوصيل الشعيرة وشاشة الفلورسنت مع مصدر كهربائي.

هذا يضع المجال الكهربائي بين الشاشة والفتيلة - وإذا كانت الشاشة إيجابية ، فستتجه الإلكترونات من الفتيل نحو الشاشة مما يؤدي إلى توهجها.

(من الصعب شرح كيف يتم توصيله دون الحاجة إلى رسم صورة! فكر في الأمر على أنه يتم توصيل الشعيرة بالبطارية - سوف يتوهج تمام ا مثل المصباح الكهربائي ولكن ليس بشكل ساطع. ثم تقوم بتوصيل بطارية ثانية مع (+) محطة متصلة بالشاشة والطرف (-) متصل بالشبكة. في الواقع ، يجب أن تكون الطاقة مرتفعة للغاية على الرغم من أنك تستخدم الكهرباء التي يتم تحويلها إلى تيار مستمر

في الوقت الذي بدأ فيه طومسون عمله ، كان التوهج الذي شوهد على الشاشة غامض ا ، ولم يكن أحد يعرف ما كان عليه. كانوا يعلمون أن هناك نوع ا من الأشعة تأتي من الكاثود (الشعيرة) وأن هناك نوع ا من الشحن السلبي المنبعث من الكاثود أيض ا لأن التيار الكهربائي يتدفق في الدائرة بين الشاشة والكاثود.

في تجربة طومسون الأولى أراد أن يرى ما إذا كان يمكنه فصل الشحنة السلبية عن الأشعة. كان يعلم أن الأجسام المشحونة كهربائيا يمكن أن تنحرف بالمغناطيس (اكتشف مايكل فاراداي هذا ونظريته في الكهرومغناطيسية).

أنشأ طومسون أنبوب أشعة الكاثود الخاص به ، لكنه وضع مغنطيس ا فوق مسار الأشعة. وجد أن الأشعة عازمة وأن الشحنة السلبية كانت عازمة تمام ا.

أراد في تجربته الثانية معرفة ما إذا كانت الأشعة ستنحني في وجود مجال كهربائي ، وهو ما تتوقعه بالنسبة لجسيم مشحون. وجد أن الأشعة تنحني بالفعل ، وفي الاتجاه المتوقع لشحنة سالبة. هذا مهم لأنه يدل على أن الأشعة ليست هي نفس شعاع الضوء. لا ينحني الضوء بواسطة المجالات الكهربائية أو المغناطيسية.

في تجربته الثالثة ، أراد أن يرى ما إذا كان يمكنه قياس نسبة الكتلة إلى الشحنة (الكتلة مقسومة على مقدار الشحنة). للقيام بذلك ، قام بقياس مدى انحراف الشعاع بواسطة مجال مغناطيسي. وجد أن نسبة الكتلة إلى الشحن أقل بألف مرة من نسبة أيون الهيدروجين (H +) ، مما يشير إلى أن الجزيئات كانت خفيفة للغاية أو مشحونة للغاية.

إنها في الواقع خفيفة للغاية ، وتحمل نفس كمية الشحن التي تحملها أيونات الهيدروجين ، ولكنها معاكسة تمام ا لأنها سلبية.