К книге
История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2ГЛАВА 5. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ УЧЕНИЯ О СЛОЖНОМ СТРОЕНИИ АТОМА. 5.2. Естественнонаучные открытия, результаты которых легли в основу создания теории сложного строения атома. 5.2.2. Открытие электрона
54%
ГЛАВА 5. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ УЧЕНИЯ О СЛОЖНОМ СТРОЕНИИ АТОМА. 5.2. Естественнонаучные открытия, результаты которых легли в основу создания теории сложного строения атома. 5.2.2. Открытие электрона
85

Английский физик Джозеф Джон Томсон, продолжив эксперименты с катодными лучами, поставил точку в затянувшей дискуссии между немецкими и британскими учеными. В своих опытах Дж. Дж. Томсон усовершенствовал трубку Крукса, снабдив ее дополнительно отклоняющей системой, которая является прообразом отклоняющих систем электронно-лучевых телевизоров и компьютерных мониторов. Пятно, которое получалось на люминесцентном экране при попадании катодных лучей, можно было смещать в сторону под действием вторичных электродов или под влиянием магнитного поля, направленного перпендикулярно электрическому полю. На основании таких наблюдений Дж. Дж. Томсон пришел к выводу, что катодные лучи представляют собой поток отрицательно заряженных частиц, по инициативе ирландского физика Джорджа Джонстона Стоуни названных электронами{448}. В 1894 г. Томсону удалось измерить скорость этих заряженных частиц, которая оказалась в 2000 раз меньше световой, что явилось убедительным доводом в пользу корпускулярной гипотезы. Проводя измерения напряженности электрического и магнитного полей, а также соответствующих отклонений светящегося пятна, Томсон смог вычислить отношение заряда электрона к его массе (e/m){449}. Он установил, что независимо от того, какой газ использовался для наполнения разрядной трубки, значение e/me оставалось неизменным. В 1897 г. эти факты позволили Томсону прийти к выводу, что атомы всех элементов содержат электроны. Таким образом, в 1897 г. было зарегистрировано открытие электрона.

Джозеф Джон Томсон (1856–1940) 

В 1909 г. американский физик Роберт Эндрюс Милликен осуществил блистательный эксперимент, результатом которого явилось определение величины заряда электрона. В этом опыте Р.Э. Милликен создавал электрические заряды на мельчайших капельках масла, которые оседали между двумя горизонтальными пластинами конденсатора. Массу отдельной капельки удалось установить, измеряя скорость ее падения. Заряжая пластины конденсатора, можно было изменить скорость падения масляных шариков. Измерения скорости падения масляных капель позволили Милликену вычислить их электрические заряды. Несмотря на то, что заряды шариков были неодинаковы, все они были кратны некоторой строго определенной величине, которую Милликен принял равной заряду электрона.

Роберт Эндрюс Милликен (1868–1953) 

Определение заряда электрона — одной из фундаментальных физических констант — имело огромное значение для дальнейшего развития естествознания. Многократно повторяя эксперимент, американский ученый рассчитал, что элементарный электрический заряд равен 1,592∙10-19 Кл. Полученное им значение e несколько ниже, чем принято считать в настоящее время. По мнению некоторых авторов, это, скорее всего, явилось следствием использования Милликеном не очень точного значения вязкости воздуха{450}.

В сочетании с найденным Томсоном значением соотношения е/те результаты Милликена позволяли определить и массу те электрона. Расчеты показали, что эта величина чрезвычайно мала: она примерно в одну тысячу восемьсот сорок раз меньше массы самого легкого из атомов — водорода. Исследования, проведенные Томсоном в камере Вильсона, позволили установить, что масса электрона зависит от его скорости. Таким образом, была открыта первая из субатомных частиц. Учитывая важность работ Дж. Дж. Томсона, его по праву считают первооткрывателем электрона. Принятые в настоящее время значения заряда и массы покоя электрона составляют: e = 1,60217653(14)x10-19 Кл; mе = 9,110x10-28 г.

Схема опыта P. Милликена 

Предыдущая главаГлава 85 из 156Следующая глава