1.1 Elektronin ja radioaktiivisuuden löytäminen.

Ideoiden synty atomin monimutkaisesta rakenteesta

Sähkövirran diskreetti luonne näkyy Faradayn elektrolyysityössä - sama virta johtaa eri määrien aineen vapautumiseen elektrodeille riippuen siitä, mikä aine on liuennut. Kun yksi mooli yksiarvoista ainetta vapautuu, elektrolyytin läpi kulkee 96 500 C:n varaus, ja kaksiarvoisen aineen kanssa varaus kaksinkertaistuu. Sen jälkeen kun se on määritelty 1800-luvun lopulla. Avogadron luku mahdollisti sähkövarauksen suuruuden arvioimisen. Koska 6.02 10 23 atomia siirtää 96 500 C varauksen, niin yhden osuus on 1,2-10 -19 C. Siksi tämä on pienin osa sähköä tai "sähköatomi". Georg Stoney ehdotti kutsumaan tätä "sähköatomia" elektroniksi.

Kaasuvirtojen kanssa työskentelyä vaikeuttavat harvinaisen kaasumaisen ympäristön saamisen vaikeudet. Saksalainen lasinpuhaltaja G. Geisler teki viihdeputkia harvinaisesta kaasusta, joka hehkui, kun sähkövirta kuljetettiin sen läpi. Niissä V. Gitthoff löysi katodista säteilyä, joka aiheutti putken seinämien fluoresenssia, jota ns. katodisäteet. Kuten englantilainen fyysikko W. Crookes totesi, nämä säteet etenivät suorassa linjassa, ne poikkesivat magneettikentän vaikutuksesta ja niillä oli mekaaninen vaikutus.

Ranskalainen fyysikko J. Perrin asetti metallisylinterin, jossa oli reikä katodia vastapäätä katodin edessä olevaan putkeen ja havaitsi, että sylinteri oli negatiivisesti varautunut. Kun säteet poikkesivat magneettikentästä eivätkä menneet sylinteriin, se osoittautui varautumattomaksi. Kaksi vuotta myöhemmin J. Thomson asetti sylinterin ei katodin eteen, vaan sivulle: tuotu magneetti taivutti katodisäteet niin, että ne menivät sylinteriin ja varasivat sen negatiivisesti, mutta lasin fluoresoiva piste siirtyi. Tämä tarkoittaa, että säteet ovat negatiivisesti varautuneita hiukkasia. Tällaista mittauslaitetta kutsutaan suurtyhjiö katodisädeputkeksi. Kondensaattorin alueella käynnistyneen magneettikentän aiheuttaman Lorentz-voiman vaikutuksesta säteen tulon valojälki näytöllä siirtyy. Joten vuonna 1895 syntyi uusi tiede - elektroniikka.

Toimiessaan samanaikaisesti sähkö- ja magneettikenttien kanssa ja muuttaen niiden voimakkuutta, Thomson valitsi ne siten, että ne kompensoituivat, katodisäteet eivät poikkea, eikä lasissa oleva piste liikkunut. Hän sai sähkövarauksen suhteen hiukkasmassaan e/t = 1,3 10-7 C/g. Thomsonista riippumatta V. Kaufman mittasi tämän arvon katodisäteille ja sai saman arvon. Thomson nimesi tämän hiukkasen verisolu, ja elektroni on vain sen varaus, mutta silloin itse katodisäteiden hiukkasta kutsuttiin elektroniksi (kreikasta. elektroninen - keltainen).

Elektronin löytäminen ja sen ainutlaatuisten ominaisuuksien tutkiminen stimuloivat atomin rakenteen tutkimusta. Aineen absorptio- ja päästöprosessit tulivat selväksi; kemiallisten alkuaineiden yhtäläisyydet ja erot, niiden kemiallinen aktiivisuus ja inertisyys; D.I. Mendelejevin kemiallisten elementtien jaksollisen järjestelmän sisäinen merkitys, kemiallisten sidosten luonne ja kemiallisten reaktioiden mekanismit; On ilmestynyt täysin uusia laitteita, joissa elektronien liikkeellä on ratkaiseva rooli. Näkemykset aineen luonteesta muuttuivat. Elektronin löytäminen (1897) aloitti atomifysiikan aikakauden.

Lukuisista kokeista elektronien siirtymisestä aineen läpi J. Thomson päätteli, että elektronien lukumäärä atomissa on suhteessa atomimassan kokoon. Mutta normaalitilassa atomin on oltava sähköisesti neutraali, ja siksi jokaisessa atomissa erimerkkisten varausten lukumäärä on yhtä suuri. Koska elektronin massa on noin 1/2000 vetyatomin massasta, positiivisen varauksen massan tulee olla 2000 kertaa elektronin massa. Esimerkiksi vedyn lähes koko massa liittyy positiiviseen varaukseen. Elektronin löytämisen myötä ilmeni välittömästi uusia ongelmia. Atomi on neutraali, mikä tarkoittaa, että siinä täytyy olla muita hiukkasia, joilla on positiivinen varaus. Niitä ei ole vielä avattu.

Ranskalainen fyysikko A. Becquerel löysi (1896) luminesenssia tutkiessaan radioaktiivisuuden ilmiön. Hän oli kiinnostunut putken seinämien katodisäteiden fluoresenssin ja putken tästä osasta lähtevien röntgensäteiden välisestä suhteesta. Säteilyttämällä erilaisia ​​aineita hän yritti selvittää, voivatko auringonvalolla säteilytetyt fosforoivat kappaleet lähettää röntgensäteitä. Pian Curiet ottivat asian esille ja löysivät aktiivisemman alkuaineen, jonka he nimesivät poloniumiksi Puolan, Marie Curien syntymäpaikan, kunniaksi. Mittaaessaan vaikutuksen suuruutta Sklodowska-Curie löysi uuden alkuaineen - radiumin ja kutsui itse säteilyvaikutukseksi radioaktiivisuus(alkaen lat. radio- Säteilen säteitä). Radiumin säteilyintensiteetti on satoja tuhansia kertoja suurempi kuin uraanin. Sitten löydettiin kolmas radioaktiivinen alkuaine - aktinium. Ja radioaktiivisuuden tutkimuksessa oli tietty "buumi".

Vuoden 1899 loppuun mennessä J. Thomsonin yhteistyökumppani E. Rutherford päätteli: ”...kokeet osoittavat, että uraanin säteily on monimutkaista ja koostuu ainakin kahdesta eri tyypistä: yksi, nopeasti absorboituva, kutsukaamme sitä a-säteilyksi; toinen, läpitunkevampi, sanotaanpa sitä

-säteilyä." Kolme vuotta myöhemmin P. Villar löysi toisen säteilyn komponentin, jota magneettikenttä ei taipunut; sitä kutsuttiin -säteiksi. Radioaktiivisuus löysi nopeasti sovelluksen luonnontieteissä ja lääketieteessä.

Atomia ei pidetty enää jakamattomana. Ajatuksen kaikkien atomien rakenteesta vetyatomeista ilmaisi jo vuonna 1815 englantilainen lääkäri W. Prout. Epäilykset atomien jakamattomuudesta johtivat spektrianalyysin ja kemiallisten elementtien jaksollisen järjestelmän löytämiseen. Kävi ilmi, että atomi itsessään on monimutkainen rakenne, jonka osien sisäiset liikkeet ovat vastuussa ominaisista spektreistä. Sen rakenteen malleja alkoi ilmestyä.

Kelvin ehdotti vuonna 1902 atomin mallia - positiivinen varaus jakautuu positiivisesti varautuneelle melko suurelle alueelle (mahdollisesti pallomaiselle alueelle) ja siihen on siroteltu elektroneja, kuten "rusinat vanukkaassa". J. Thomson kehitti ajatuksensa: atomi on positiivisesti varautuneen aineen vanukas pisara, jonka sisällä on jakautunut elektroneja, jotka ovat värähtelytilassa. Näiden värähtelyjen vuoksi atomit lähettävät sähkömagneettista energiaa; Tällä tavalla hän pystyi selittämään valon hajoamisen, mutta monia kysymyksiä heräsi. Kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän selittämiseksi hän tutki elektronien eri konfiguraatioita, mikä viittaa siihen, että vakaat konfiguraatiot vastaavat inaktiivisten elementtien, kuten jalokaasujen, rakennetta ja epästabiilit vastaavat aktiivisempia. Thomson arvioi atomien säteilemän valon aallonpituuksien perusteella tällaisen atomin miehittämän alueen olevan noin 10 -10 m. Hän teki paljon oletuksia, jotka kulkivat pois säteilyn ominaisuuksien laskemisesta Maxwellin teorian mukaan, koska hän uskottiin, että vain sähkömagneettiset voimat vaikuttavat atomin sisällä. Vuonna 1903 Thomson sai aikaan sen, että elektronien tulee lähettää elliptisiä aaltoja liikkuessaan, vuonna 1904 - että kun elektronien lukumäärä on yli 8, ne tulisi järjestää renkaiksi ja niiden lukumäärä kussakin renkaassa pienenee renkaan säteen pienentyessä. Elektronien määrä ei salli radioaktiivisten atomien pysymistä stabiileina, ne lähettävät alfahiukkasia ja uusi atomirakenne muodostuu. Erään Thomsonin oppilaan E. Rutherfordin kokeilu johti atomin rakenteen ydinmalliin.

Löytöjä 1800-luvun lopulla. - Röntgensäteet (1895), luonnollinen radioaktiivisuus (Becquerel, 1896), elektroni (J. Thomson, 1897), radium (Pierre ja Marie Curie, 1898), säteilyn kvanttiluonne (Planck, 1900) olivat alkua vallankumous tieteessä.

1.2 Planetaarinen malli atomin rakenteesta. Moderni tiede ja Bohrin postulaatit

Atomin rakenteen planeettamallin ehdotti ensimmäisenä J. Perrin, yrittäen selittää havaitut ominaisuudet elektronien kiertoradalla. Mutta V. Vin piti sitä kestämättömänä. Ensinnäkin, kun elektroni pyörii, klassisen sähködynamiikan mukaan sen täytyy jatkuvasti säteillä energiaa ja lopulta pudota ytimeen. Toiseksi, jatkuvan energiahäviön vuoksi atomin säteilyllä tulisi olla jatkuva spektri, mutta viivaspektri havaitaan.

E. Rutherfordin työntekijät E. Marsden ja H. Geiger (1908) suorittivat kokeita α-hiukkasten kulkeutumisesta ohuiden kulta- ja muiden metallilevyjen läpi. He havaitsivat, että melkein kaikki hiukkaset kulkevat levyn läpi vapaasti, ja vain 1/10 000 niistä kokee voimakkaan taipuman - jopa 150°. Thomsonin malli ei pystynyt selittämään tätä, mutta hänen entinen avustajansa Rutherford teki arvioita poikkeamien osuudesta ja päätyi planeettamalliin: positiivinen varaus on keskittynyt luokkaa 10 - 15 olevaan tilavuuteen merkittävällä massalla.

Ottaen huomioon elektronien kiertoradat atomissa, Thomson päätyi vuonna 1913 myös planeettamalliin atomin rakenteesta. Mutta ratkaisemalla tällaisen atomin stabiilisuusongelman Coulombin lain avulla, hän löysi vakaan kiertoradan vain yhdelle elektronille. Thomson tai Rutherford eivät pystyneet selittämään alfahiukkasten emissiota radioaktiivisen hajoamisen aikana - kävi ilmi, että atomin keskustassa täytyy olla elektroneja?! Hänen avustajansa G. Moseley mittasi jaksollisen järjestelmän useiden atomien spektriviivojen taajuuden ja havaitsi, että "atomilla on tietty ominaisarvo, joka kasvaa säännöllisesti siirtyessään atomista atomiin. Tämä määrä ei voi olla mitään muuta kuin sisäisen ytimen varaus."

Planeettamalliin perustuvan atomirakenneteorian rakentaminen kohtasi paljon ristiriitaisuuksia.

Aluksi tanskalainen fyysikko N. Bohr yritti soveltaa klassista mekaniikkaa ja sähködynamiikkaa varautuneiden hiukkasten hidastumisen ongelmaan aineen läpi liikkuessa, mutta tietylle elektronienergian arvolle tuli mahdolliseksi määrittää mielivaltaisia ​​rataparametreja (tai taajuuksia) ) siihen, mikä johti paradokseihin.

Bohr oli samaa mieltä atomirakenteen teoriasta spektrien alkuperän ongelman kanssa. Hän täydensi Rutherfordin mallia postulaateilla, jotka varmistivat atomin stabiilisuuden ja sen säteilyn viivaspektrin. Bohr hylkäsi klassisen mekaniikan ideat ja kääntyi Planckin kvanttihypoteesiin: tietty suhde renkaan kineettisen energian ja vallankumousajan välillä on suhteen siirtoa. E= hv , ilmaisee oskillaattorin energian ja taajuuden välistä suhdetta järjestelmässä, jossa tapahtuu jaksollista liikettä. Balmerin, Rydbergin ja Ritzin spektrikaavat mahdollistivat atomin stabiilisuuden ja vetyatomin spektrin viivaluonteen varmistamisen vaatimukset: atomissa on useita stationaarisia tiloja (tai planeetan elektronikiertoja). malli), jossa atomi ei emittoi energiaa; Kun elektroni liikkuu kiinteältä kiertoradalta toiselle, atomi emittoi tai absorboi taajuuteen verrannollisen osan energiasta Rydberg-Ritzin taajuussäännön mukaisesti.

30. huhtikuuta 1897 pidetään virallisesti ensimmäisen alkuainehiukkasen - elektronin - syntymäpäivänä. Tänä päivänä Cavedish-laboratorion johtaja ja Lontoon Royal Societyn jäsen Joseph John Thomson teki historiallisen ilmoituksen " Katodisäteet"Ison-Britannian kuninkaallisessa instituutissa, jossa hän ilmoitti, että hänen monivuotinen tutkimustyönsä matalapaineisten kaasujen sähköpurkauksista johti katodisäteiden luonteen selventämiseen. Asettamalla kaasupurkausputki ristiin magneettiseen ja sähköiseen kentät, hän, tarkkailemalla näiden kenttien kompensoivaa vaikutusta, määritti luotettavasti hiukkasten ominaisvarauksen, jonka virtaus oli katodisäteet.

Ajatus sähkövarauksen diskreetistä luonteesta vakiintui tieteessä vahvasti aikaisempien sähköilmiöiden tutkimusten ansiosta. Jopa Michael Faraday (1791-1867) 1830-luvun ensimmäisellä puoliskolla tutkiessaan virran kulkua elektrolyyttien läpi totesi, että yhden grammaekvivalentin mitä tahansa ainetta vapauttamiseksi elektrodilla on johdettava sama määrä sähköä. ratkaisu, joka tuli tunnetuksi Faradayn numerona .

Työssään hän kirjoitti: "Kehojen atomit... sisältävät yhtä suuret määrät niihin luonnostaan ​​liittyvää sähköä." Mutta silti hän ei tehnyt johtopäätöstä vähimmäisperusvarauksen olemassaolosta.

Irlantilainen fyysikko Stoney Stoney (1826-1911) tuli tähän johtopäätökseen elektrolyysin laeista vuonna 1874, ja sitten vuonna 1891 hän oletti varauksen olemassaolon atomissa, kutsuen sitä elektroniksi. Mutta nämä ennusteet merkitsivät tietysti, että negatiivisen sähkön kantaja olisi positiiviselle elektrodille kerrostetun elektrolyytissä olevan aineen, kuten ionien, hiukkanen.

J. J. Thomsonin saama tulos osoittautui kuitenkin hänen aikalaistensa kannalta täysin odottamattomaksi ja jopa paradoksaaliseksi. Ensinnäkin sarja suoritettuja kokeita osoitti, että katodisäteillä tehtyjen mittausten tulokset olivat täysin riippumattomia kaasutyypistä, jossa purkaus tapahtui. Lisäksi mitattu suhde e/m (ominaisvaraus) osoittautui epätavallisen suureksi: se osoittautui lähes 2 tuhatta kertaa suuremmiksi kuin alkusähkövarauksen arvon suhde kevyimmän vetyatomin massaan. Hän korosti myös, että hänen löytämänsä hiukkaset ovat osa minkä tahansa kaasun atomeja. Lainataan tässä J. J. Thomsonin sanoja tästä aiheesta: "Tämän tuloksena on ilmeisesti kaasun luonteesta riippumaton varauksen arvo, koska varauksen kantajat ovat samat kaikilla kaasuilla. katodisäteet edustavat uutta aineen tilaa, tilaa, jossa aineen jakautuminen menee paljon pidemmälle kuin tavallisessa kaasumaisessa tilassa, ... tämä aine edustaa ainetta, josta kaikki kemialliset alkuaineet rakentuvat."

Jo ennen elektronin löytämistä J. J. Thomson osoitti luotettavasti katodisäteiden korpuskulaarisen luonteen, ja monet merkittävät tiedemiehet (Heinrich Hertz, Philip Lenard jne.) pitivät niitä sähkömagneettisina aaltoina. I. Pulyuy teki samoin.

Myöhemmin (1903) J. J. Thomson esitti mallin atomista, jossa elektronit sisältyivät pistemäisten yksittäisten hiukkasten muodossa kellumaan atomin jatkuvassa positiivisesti varautuneessa ympäristössä. Pitäisi olla tietoinen siitä, kuinka vaikeaa oli silloin kuvitella atomia tyhjiön muodossa, jossa positiiviset varaukset keskittyivät pieneen tilavuuteen keskusydintä. (Mutta samanlaista planeettamallia ehdotti jo aiemmin ranskalainen tiedemies Jean Perrin vuonna 1901 ja sitten vuonna 1904 japanilainen fyysikko Hantaro Nagaoka, joka vertasi atomin elektroneja Saturnuksen renkaisiin). J. J. Thomson esitteli myös vuonna 1904 ajatuksen, että atomeissa olevat elektronit jaetaan erillisiin ryhmiin ja siten määrittävät kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksien jaksollisuuden. Elektronin massan pieni arvo otettiin itse hiukkasen sähkökenttään ominaisen inertian mittana. Tieteellisen uransa alussa (1881) J. J. Thomson osoitti, että sähköisesti varautunut pallo lisää inertiamassaansa tietyllä määrällä, joka riippuu varauksen suuruudesta ja pallon säteestä, ja näin hän esitteli käsitteen: sähkömagneettinen massa. Hänen saamaansa relaatiota käytettiin elektronin koon arvioimiseen olettaen, että sen koko massa on luonteeltaan sähkömagneettista. Tämä klassinen lähestymistapa osoitti, että elektronin koko on satoja tuhansia kertoja pienempi kuin atomin koko.

On mielenkiintoista, että elektronin löytäminen edelsi protonin löytämistä, jota johti kanavasäteiden tutkimukset Crookes-putkessa. Nämä säteet saksalainen fyysikko Eugen Holstein (1850-1930) löysi ne vuonna 1886 katodiin tehdystä kanavasta muodostuneesta hehkusta.

Vuonna 1895 J. Perrin vahvisti kanavahiukkasten kuljettaman positiivisen varauksen. Saksalainen fyysikko Wilhelm Wien (1864-1928) määritti vuonna 1902 mittauksia käyttäen ristikkäisissä magneetti- ja sähkökentissä hiukkasten ominaisvarauksen, joka, kun putki täytettiin vedyllä, vastasi vetyatomin positiivisen ionin painoa. .

Elektronin löytäminen vaikutti välittömästi koko fysiikan jatkokehitykseen. Vuonna 1898 useat tutkijat (K. Rikke, P. Drude ja J. Thomson) esittivät itsenäisesti käsitteen vapaista elektroneista metalleissa. Tätä käsitettä käytettiin myöhemmin Drude-Lorentzin teorian perustana. A. Poincaré nimesi suhteellisuusteoriaa koskevan perustavanlaatuisen työnsä "Elektronin dynamiikasta". Mutta kaikki tämä ei ollut vain elektronifysiikan nopean kehityksen alkua, vaan myös fyysisten perusperiaatteiden vallankumouksellisen muutoksen alkua. Elektronin löytämisen myötä ajatus atomin jakamattomuudesta romahti, ja tämän jälkeen alkoi muodostua alkuperäisiä ideoita täysin ei-klassisesta teoriasta elektronien käyttäytymisestä atomeissa.

Viime vuosisadan aikana elektronin löytämisen merkitys on kasvanut jatkuvasti.

Hänen teoksensa on omistettu sähkövirran kulkemisen tutkimukselle harvinaisten kaasujen läpi, katodin ja röntgensäteiden sekä atomifysiikan tutkimukselle. Hän kehitti myös teorian elektronien liikkeestä magneetti- ja sähkökentissä. Ja vuonna 1907 hän ehdotti massaspektrometrin toimintaperiaatetta. Katodisäteitä ja elektronin löytämisestä tehdystä työstään hänelle myönnettiin Nobel-palkinto vuonna 1906.

?Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriö
Liittovaltion budjettikoulutuslaitos
korkeampi ammatillinen koulutus
"Sterlitamakin valtion pedagoginen akatemia
niitä. Zainab Biisheva"
Matematiikan ja luonnontieteiden tiedekunta

Yleisen fysiikan laitos

Essee
Elektronien löytämisen historia

Suorittanut: FM-52 ryhmän opiskelija
Saifetdinov Arthur
Tarkastaja: Ph.D., apulaisprofessori Korkeshko O.I.

Sterlitamak 2011 Johdanto
Luku I. Löydön tausta
Luku II. Elektronin löytäminen

3.1. Thomsonin kokeilu
3.2. Rutherfordin kokemus
3.3. Millikan menetelmä
3.3.1. Lyhyt elämäkerta:

3.3.3. Asennuksen kuvaus



Johtopäätös
Kirjallisuus

Johdanto

ELEKTRONI - ensimmäinen löydetty alkuainehiukkanen; materiaalin kantaja, jolla on pienin massa ja pienin sähkövaraus luonnossa; atomin komponentti.
Elektronin varaus on 1,6021892. 10-19 luokkaa
- 4,803242. 10-10 yksikköä SGSE.
Elektronin massa on 9,109534. 10-31 kg.
Erikoisveloitus e/me 1,7588047. 1011 Cl. kg -1.
Elektronin spin on yhtä suuri kuin 1/2 (h-yksiköissä) ja sillä on kaksi projektiota ±1/2; elektronit tottelevat Fermi-Diracin tilastoja, fermionit. Heihin sovelletaan Paulin poissulkemisperiaatetta.
Elektronin magneettinen momentti on -1,00116 mb, missä mb on Bohrin magnetoni.
Elektroni on stabiili hiukkanen. Kokeellisten tietojen mukaan elinikä on te > 2. 1022 vuotta vanha.
Ei osallistu vahvaan vuorovaikutukseen, leptoniin. Nykyaikainen fysiikka pitää elektronia todella alkeishiukkasena, jolla ei ole rakennetta tai kokoa. Jos jälkimmäiset ovat nollasta poikkeavia, niin elektronin säde re< 10 -18 м.

Luku I. Löydön tausta

Elektronin löytäminen oli lukuisten kokeiden tulos. 1900-luvun alkuun mennessä. elektronin olemassaolo vahvistettiin useissa riippumattomissa kokeissa. Mutta huolimatta kokonaisten kansallisten koulujen keräämästä valtavasta kokeellisesta materiaalista, elektroni jäi hypoteettiseksi hiukkaseksi, koska kokemus ei ollut vielä vastannut useisiin peruskysymyksiin. Todellisuudessa elektronin "löytö" kesti yli puoli vuosisataa eikä päättynyt vuoteen 1897; Monet tiedemiehet ja keksijät osallistuivat siihen.
Ensinnäkin yksittäisiä elektroneja koskevaa koetta ei ole tehty. Alkuainevaraus laskettiin mikroskooppisen varauksen mittausten perusteella olettaen useiden hypoteesien pätevyyttä.
Epävarmuus oli pohjimmiltaan tärkeässä kohdassa. Elektroni ilmestyi ensin elektrolyysin lakien atomitulkinnan seurauksena, sitten se löydettiin kaasupurkauksesta. Ei ollut selvää, käsittelikö fysiikka todella samaa objektia. Suuri joukko skeptisiä luonnontieteilijöitä uskoi, että alkeisvaraus on tilastollinen keskiarvo erikokoisista varauksista. Lisäksi yksikään elektronin varausta mittaavista kokeista ei antanut tarkasti toistettavia arvoja.
Oli skeptikkoja, jotka yleensä jättivät elektronin löytämisen huomiotta. Akateemikko A.F. Ioff muistoissaan opettajastaan ​​V.K. Roentgene kirjoitti: "Vuosiin 1906 - 1907 asti. sanaa elektroni ei olisi pitänyt lausua Münchenin yliopiston fysiikan instituutissa. Roentgen piti sitä todistamattomana hypoteesina, jota käytettiin usein ilman riittävää perustetta ja tarpeettomasti.
Kysymystä elektronin massasta ei ole ratkaistu, eikä ole todistettu, että sekä johtimien että eristeiden varaukset koostuvat elektroneista. Käsitteellä "elektroni" ei ollut yksiselitteistä tulkintaa, koska koe ei ollut vielä paljastanut atomin rakennetta (Rutherfordin planeettamalli ilmestyi vuonna 1911 ja Bohrin teoria vuonna 1913).
Elektroni ei ole vielä päässyt teoreettisiin rakenteisiin. Lorentzin elektroniikkateoriassa oli jatkuvasti jakautunut varaustiheys. Druden kehittämä metallinjohtavuuden teoria käsitteli diskreettejä varauksia, mutta nämä olivat mielivaltaisia ​​varauksia, joiden arvolle ei asetettu rajoituksia.
Elektroni ei ole vielä poistunut "puhtaan" tieteen kehyksestä. Muistakaamme, että ensimmäinen elektroniputki ilmestyi vasta vuonna 1907. Siirtyäkseen uskosta vakaumukseen oli ensinnäkin tarpeen eristää elektroni ja keksiä menetelmä alkeisvarauksen suoraa ja tarkkaa mittausta varten.
Ratkaisu tähän ongelmaan ei odottanut kauan. Vuonna 1752 ajatuksen sähkövarauksen diskreettisuudesta ilmaisi ensimmäisenä B. Franklin. Kokeellisesti varausten diskreetti perusteltiin elektrolyysin laeilla, jotka M. Faraday löysi vuonna 1834. Alkuainevarauksen (pienin luonnossa esiintyvä sähkövaraus) numeerinen arvo laskettiin teoreettisesti elektrolyysin lakien perusteella käyttäen Avogadron lukua. . Alkuainevarauksen suoran kokeellisen mittauksen suoritti R. Millikan klassisissa kokeissa, jotka suoritettiin vuosina 1908 - 1916. Nämä kokeet antoivat myös kiistattoman todisteen sähkön atomismista. Elektroniikkateorian peruskäsitteiden mukaan kappaleen varaus syntyy sen sisältämien elektronien (tai positiivisten ionien, joiden varausarvo on elektronin varauksen monikerta) lukumäärän muutoksen seurauksena. Siksi minkä tahansa kappaleen varauksen täytyy muuttua äkillisesti ja sellaisissa osissa, jotka sisältävät kokonaislukumäärän elektronivarauksia. Todettuaan kokeellisesti sähkövarauksen muutoksen diskreetin luonteen R. Millikan pystyi saamaan vahvistuksen elektronien olemassaolosta ja määrittämään yhden elektronin varauksen arvon (alkuainevaraus) öljypisaramenetelmällä. Menetelmä perustuu varautuneiden öljypisaroiden liikkeen tutkimukseen tunnetun voimakkuuden E tasaisessa sähkökentässä.

Luku II. Elektronin löytäminen

Jos jätämme huomiotta sen, mikä edelsi ensimmäisen alkuainehiukkasen - elektronin - löytymistä ja mikä seurasi tätä merkittävää tapahtumaa, voimme sanoa lyhyesti: vuonna 1897 kuuluisa englantilainen fyysikko THOMSON Joseph John (1856-1940) mittasi ominaisvarauksen q/m. katodisädehiukkaset - "korpuskkelit", kuten hän kutsui niitä, jotka perustuvat katodisäteiden *) taipumiseen sähkö- ja magneettikentissä.
Vertaamalla saatua lukua tuolloin tunnetun yksiarvoisen vetyionin ominaisvaraukseen epäsuoran päättelyn avulla hän päätyi siihen tulokseen, että näiden hiukkasten, jotka myöhemmin saivat nimen "elektroneja", massa on huomattavasti pienempi (enemmän kuin tuhat kertaa) kuin kevyimmän vetyionin massa.
Samana vuonna 1897 hän oletti, että elektronit ovat olennainen osa atomeja ja katodisäteet eivät ole atomeja tai sähkömagneettista säteilyä, kuten jotkut säteiden ominaisuuksien tutkijat uskoivat. Thomson kirjoitti: "Näin katodisäteet edustavat uutta aineen tilaa, joka olennaisesti eroaa tavallisesta kaasumaisesta tilasta...; tässä uudessa tilassa aine on aine, josta kaikki alkuaineet on rakennettu."
Vuodesta 1897 lähtien katodisäteiden korpuskulaarinen malli alkoi saada yleistä hyväksyntää, vaikka sähkön luonteesta vallitsi monenlaisia ​​mielipiteitä. Näin ollen saksalainen fyysikko E. Wichert uskoi, että "sähkö on jotain kuvitteellista, joka on olemassa vain ajatuksissa", ja kuuluisa englantilainen fyysikko Lord Kelvin kirjoitti samana vuonna 1897 sähköstä eräänlaisena "jatkuvana nesteenä".
Thomsonin ajatus katodisädesoluista atomin peruskomponentteina ei saanut suurta innostusta. Jotkut hänen kollegoistaan ​​ajattelivat, että hän oli mystifioinut heidät ehdottaessaan, että katodisädehiukkasia tulisi pitää mahdollisina atomin komponentteina. Thomson-solujen todellinen rooli atomin rakenteessa voitaisiin ymmärtää yhdessä muiden tutkimusten tulosten kanssa, erityisesti spektrianalyysin ja radioaktiivisuustutkimuksen tulosten kanssa.
29. huhtikuuta 1897 Thomson esitti kuuluisan viestinsä Lontoon kuninkaallisen seuran kokouksessa. Elektronin tarkkaa löytöaikaa - päivä ja tunti - ei voida nimetä sen ainutlaatuisuuden vuoksi. Tämä tapahtuma oli tulosta Thomsonin ja hänen työntekijöidensä monivuotisesta työstä. Thomson tai kukaan muu ei ollut koskaan varsinaisesti havainnut elektronia, eikä kukaan ollut kyennyt eristämään yhtäkään hiukkasta katodisäteen säteestä ja mittaamaan sen ominaisvarauksen. Löydön kirjoittaja on J.J. Thomson, koska hänen käsityksensä elektronista olivat lähellä nykyaikaisia. Vuonna 1903 hän ehdotti yhtä ensimmäisistä atomimalleista - "rusinavanukas", ja vuonna 1904 hän ehdotti, että atomin elektronit jaetaan ryhmiin, jotka muodostavat erilaisia ​​​​konfiguraatioita, jotka määrittävät kemiallisten alkuaineiden jaksollisuuden.
Löytön sijainti on tarkasti tiedossa - Cavendishin laboratorio (Cambridge, Iso-Britannia). J.C. Maxwellin vuonna 1870 luomasta siitä tuli seuraavan sadan vuoden aikana "kehto" loistaville löytöille fysiikan eri aloilla, erityisesti atomi- ja ydinfysiikassa. Sen johtajat olivat Maxwell J.K. - 1871 - 1879, Lord Rayleigh - 1879 - 1884, Thomson J.J. - 1884 - 1919, Rutherford E. - 1919 - 1937, Bragg L. - 1938 - 1953; Varajohtaja 1923-1935 - Chadwick J.
Tieteellistä kokeellista tutkimusta teki yksi tiedemies tai pieni ryhmä luovan etsinnän ilmapiirissä. Lawrence Bragg muisteli myöhemmin työstään vuonna 1913 isänsä Henry Braggin kanssa: ”Se oli hienoa aikaa, jolloin lähes joka viikko saatiin uusia jännittäviä tuloksia, kuten uusia kultaa sisältäviä alueita, joista voi poimia kimpaleita suoraan maasta. . Tämä jatkui sodan alkuun asti*), mikä pysäytti yhteisen työmme."

Luku III Menetelmät elektronin löytämiseksi

3.1. Thomsonin kokeilu

Joseph John Thomson Joseph John Thomson, 1856–1940 englantilainen fyysikko, joka tunnetaan paremmin nimellä J. J. Thomson. Syntynyt Cheetham Hillissä, Manchesterin esikaupunkialueella, käytettyjen antiikkikauppiaan perheessä. Vuonna 1876 hän voitti stipendin Cambridgeen. Vuosina 1884-1919 hän toimi professorina Cambridgen yliopiston kokeellisen fysiikan laitoksella ja samalla Cavendish-laboratorion johtajana, josta Thomsonin ponnisteluilla tuli yksi maailman tunnetuimmista tutkimuskeskuksista. Samaan aikaan, vuosina 1905-1918, hän toimi professorina Lontoon Royal Institutessa. Hän sai fysiikan Nobelin palkinnon vuonna 1906 sanamuodolla "sähkön kulkeutumista kaasujen läpi koskevista tutkimuksistaan", joka luonnollisesti sisältää elektronin löytämisen. Myös Thomsonin pojasta George Paget Thomsonista (1892-1975) tuli lopulta fysiikan Nobel-palkinto - vuonna 1937 kiteiden elektronidiffraktion kokeellisesta löydöstä.
Vuonna 1897 nuori englantilainen fyysikko J. J. Thomson tuli tunnetuksi vuosisatojen ajan elektronin löytäjänä. Thomson käytti kokeessaan parannettua katodisädeputkea, jonka suunnittelua täydennettiin sähkökäämillä, jotka loivat (Amperen lain mukaan) magneettikentän putken sisään, ja sarjaa rinnakkaisia ​​sähkökondensaattorilevyjä, jotka loivat sähkökentän sisälle. putki. Tämän ansiosta tuli mahdolliseksi tutkia katodisäteiden käyttäytymistä sekä magneetti- että sähkökenttien vaikutuksesta.
Käyttämällä uutta putkirakennetta Thomson osoitti peräkkäin, että: (1) katodisäteet poikkeutetaan magneettikentässä sähköisen puuttuessa; (2) katodisäteet poikkeutetaan sähkökentässä magneettikentän puuttuessa; ja (3) sähkö- ja magneettikenttien, joiden intensiteetti on tasapainoinen ja jotka on suunnattu suuntiin, jotka erikseen aiheuttavat poikkeamia vastakkaisiin suuntiin, samanaikaisen vaikutuksen alaisena katodisäteet etenevät suoraviivaisesti, eli näiden kahden kentän toiminta on keskenään tasapainossa.
Thomson havaitsi, että sähkö- ja magneettikenttien välinen suhde, jossa niiden vaikutukset ovat tasapainossa, riippuu hiukkasten liikkumisnopeudesta. Suoritettuaan sarjan mittauksia, Thomson pystyi määrittämään katodisäteiden liikenopeuden. Kävi ilmi, että ne liikkuvat paljon valon nopeutta hitaammin, mikä tarkoitti, että katodisäteet saattoivat olla vain hiukkasia, koska mikä tahansa sähkömagneettinen säteily, mukaan lukien itse valo, kulkee valon nopeudella (katso Sähkömagneettisen säteilyn spektri). Nämä tuntemattomat hiukkaset. Thomson kutsui niitä "soluiksi", mutta pian ne tunnettiin "elektroneina".
Heti kävi selväksi, että elektronien on oltava osa atomeja - muuten mistä ne tulisivat? 30. huhtikuuta 1897 - päivämäärä, jolloin Thomson raportoi tuloksistaan ​​Lontoon kuninkaallisen seuran kokouksessa - pidetään elektronin syntymäpäivänä. Ja tänä päivänä ajatus atomien "jakamattomuudesta" tuli menneisyyteen (katso aineen rakenteen atomiteoria). Yhdessä hieman yli kymmenen vuotta myöhemmin seuranneen atomiytimen löytämisen kanssa (katso Rutherfordin koe) elektronin löytö loi perustan nykyaikaiselle atomin mallille.
Yllä kuvatuista "katodiputkista" tai tarkemmin sanottuna katodisädeputkista tuli nykyaikaisten televisiokuvaputkien ja tietokonenäyttöjen yksinkertaisimmat edeltäjät, joissa tiukasti kontrolloituja määriä elektroneja lyödään ulos kuuman katodin pinnasta vaikutuksen alaisena. vaihtuvista magneettikentistä ne poikkeutetaan tarkasti määritellyissä kulmissa ja pommittavat ruutujen fosforoivia kennoja muodostaen niihin valosähköisestä vaikutuksesta johtuvan selkeän kuvan, jonka löytäminen olisi myös mahdotonta ilman tietämystämme katodin todellisesta luonteesta säteet.

3.2. Rutherfordin kokemus

Ernest Rutherford, Nelsonin ensimmäinen paroni Rutherford, 1871–1937 uusiseelantilainen fyysikko. Syntynyt Nelsonissa käsityöläisen maanviljelijän poikana. Voitti stipendin opiskellakseen Cambridgen yliopistossa Englannissa. Valmistuttuaan hänet nimitettiin kanadalaiseen McGill-yliopistoon, jossa hän yhdessä Frederick Soddyn (1877–1966) kanssa loi radioaktiivisuusilmiön peruslait, josta hänelle myönnettiin Nobelin kemian palkinto vuonna 1908. Pian tiedemies muutti Manchesterin yliopistoon, jossa hänen johdollaan Hans Geiger (1882–1945) keksi kuuluisan Geiger-laskurinsa, alkoi tutkia atomin rakennetta ja vuonna 1911 löysi atomiytimen olemassaolon. Ensimmäisen maailmansodan aikana hän oli mukana kehittämässä kaikuluotaimia (akustisia tutkoja) vihollisen sukellusveneiden havaitsemiseksi. Vuonna 1919 hänet nimitettiin fysiikan professoriksi ja Cavendish-laboratorion johtajaksi Cambridgen yliopistoon, ja samana vuonna hän löysi ydinvoiman hajoamisen, joka johtuu korkeaenergisten raskaiden hiukkasten pommituksista. Rutherford pysyi tässä tehtävässä elämänsä loppuun asti, samalla kun hän oli monta vuotta Royal Scientific Societyn puheenjohtaja. Hänet haudattiin Westminster Abbeyyn Newtonin, Darwinin ja Faradayn viereen.
Ernest Rutherford on ainutlaatuinen tiedemies siinä mielessä, että hän teki tärkeimmät löytönsä saatuaan Nobel-palkinnon. Vuonna 1911 hän onnistui kokeessa, joka ei vain antanut tutkijoille mahdollisuuden kurkistaa syvälle atomiin ja saada käsityksen sen rakenteesta, vaan siitä tuli myös mallin armo ja suunnittelun syvyys.

Käyttämällä luonnollista radioaktiivisen säteilyn lähdettä Rutherford rakensi tykin, joka tuotti suunnatun ja fokusoidun hiukkasvirran. Ase oli lyijylaatikko, jossa oli kapea rako, jonka sisään oli sijoitettu radioaktiivista materiaalia. Tästä johtuen radioaktiivisen aineen kaikkiin suuntiin yhtä lukuun ottamatta säteilemät hiukkaset (tässä tapauksessa alfahiukkaset, jotka koostuvat kahdesta protonista ja kahdesta neutronista) absorboituivat lyijysuulakkeeseen ja raon läpi vapautui vain suunnattu alfahiukkassäde. .
Kauempana säteen reitillä oli vielä useita lyijyseuloja, joissa oli kapeita rakoja, jotka leikkaavat pois tiukasti määritellystä suunnasta poikkeavat hiukkaset. Tämän seurauksena täydellisesti fokusoitu alfahiukkasten säde lensi kohti kohdetta, ja itse kohde oli ohut kultakalvo. Se oli alfasäde, joka osui häneen. Törmäyksen jälkeen folioatomien kanssa alfahiukkaset jatkoivat polkuaan ja osuivat kohteen taakse asennettuun luminoivaan näyttöön, jolle tallennettiin välähdyksiä alfahiukkasten osuessa siihen. Niiden perusteella kokeilija saattoi arvioida, kuinka paljon ja kuinka paljon alfahiukkasia poikkeaa suoraviivaisen liikkeen suunnasta törmäysten seurauksena folioatomien kanssa.
Rutherford kuitenkin huomautti, että yksikään hänen edeltäjistään ei ollut edes yrittänyt testata kokeellisesti, olivatko jotkin alfahiukkaset taipuneet hyvin suuriin kulmiin. Rusinaverkkomalli ei yksinkertaisesti sallinut rakenteellisten elementtien olemassaoloa atomissa niin tiheinä ja raskaita, että ne voisivat kääntää nopeita alfahiukkasia merkittävissä kulmissa, joten kukaan ei vaivautunut testaamaan tätä mahdollisuutta. Rutherford pyysi yhtä oppilaistaan ​​varustamaan laitteiston uudelleen siten, että oli mahdollista havaita alfa-hiukkasten sirontaa suurilla poikkeutuskulmilla - vain omantuntonsa tyhjentämiseksi, tämän mahdollisuuden sulkemiseksi lopulta pois. Ilmaisin oli natriumsulfidilla päällystetty näyttö, materiaali, joka tuottaa fluoresoivan salaman, kun alfahiukkanen osuu siihen. Kuvittele kokeen suorittaneen opiskelijan lisäksi myös itse Rutherfordin yllätys, kun kävi ilmi, että jotkin hiukkaset poikkesivat jopa 180°:n kulmissa!
Rutherfordin kokeensa tulosten perusteella piirtämä kuva atomista on meille nykyään hyvin tuttu. Atomi koostuu supertiheästä, kompaktista ytimestä, joka kantaa positiivista varausta, ja negatiivisesti varautuneista valoelektroneista ympärillään. Myöhemmin tiedemiehet tarjosivat tälle kuvalle luotettavan teoreettisen perustan (katso Bohrin atomi), mutta kaikki alkoi yksinkertaisella kokeella pienellä näytteellä radioaktiivista materiaalia ja kultafolion palalla.

3.3. Millikan menetelmä

3.3.1. Lyhyt elämäkerta:

Robert Milliken syntyi vuonna 1868 Illinoisissa köyhän papin perheeseen. Hän vietti lapsuutensa Maquoketan provinssissa, jossa urheiluun ja huonoon opetukseen kiinnitettiin paljon huomiota. Fysiikkaa opettanut lukion rehtori sanoi esimerkiksi nuorille oppilailleen: ”Kuinka on mahdollista saada ääntä aalloista? Hölynpölyä, pojat, kaikki on hölynpölyä!"
Oberdeen College ei ollut parempi, mutta Milliken, jolla ei ollut taloudellista tukea, joutui opettamaan lukion fysiikkaa itse. Amerikassa oli tuolloin vain kaksi ranskasta käännettyä fysiikan oppikirjaa, eikä lahjakkaalla nuorella miehellä ollut vaikeuksia opiskella ja opettaa niitä menestyksekkäästi. Vuonna 1893 hän tuli Columbian yliopistoon ja meni sitten opiskelemaan Saksaan.
Milliken oli 28-vuotias, kun hän sai A. Michelsonilta tarjouksen assistentin virkaan Chicagon yliopistoon. Aluksi hän harjoitti täällä lähes yksinomaan pedagogista työtä, ja vasta 40-vuotiaana aloitti tieteellisen tutkimuksen, joka toi hänelle maailmankuulun.

3.3.2. Ensimmäiset kokemukset ja ratkaisut ongelmiin

Ensimmäiset kokeet kiteytyivät seuraavaan. Litteän kondensaattorin levyjen väliin, johon syötettiin 4000 V jännite, syntyi pilvi, joka koostui ioneille kerrostuneista vesipisaroista. Ensinnäkin pilven huipun havaittiin putoavan ilman sähkökenttää. Sitten syntyi pilvi, kun jännite oli päällä. Pilven putoaminen tapahtui painovoiman ja sähkövoiman vaikutuksesta.
Pilven pisaraan vaikuttavan voiman suhde sen saavuttamaan nopeuteen on sama ensimmäisessä ja toisessa tapauksessa. Ensimmäisessä tapauksessa voima on mg, toisessa mg + qE, missä q on pisaran varaus, E on sähkökentän voimakkuus. Jos nopeus ensimmäisessä tapauksessa on?1 toisessa?2, niin

Tiedätkö pilvien putoamisnopeuden riippuvuuden? ilman viskositeetista voimme laskea tarvittavan latauksen q. Tämä menetelmä ei kuitenkaan antanut haluttua tarkkuutta, koska se sisälsi hypoteettisia oletuksia, jotka eivät olleet kokeen tekijän hallinnassa.
Mittausten tarkkuuden lisäämiseksi oli ensisijaisesti löydettävä tapa ottaa huomioon pilven haihtuminen, jota väistämättä tapahtui mittausprosessin aikana.
Tätä ongelmaa pohtiessaan Millikan keksi klassisen pudotusmenetelmän, joka avasi joukon odottamattomia mahdollisuuksia. Annamme kirjoittajan itsensä kertoa tarinan keksinnöstä:
”Ymmärsin, että pisaroiden haihtumisnopeus jäi tuntemattomaksi, yritin keksiä menetelmän, joka eliminoisi tämän epävarman arvon kokonaan. Suunnitelmani oli seuraava. Aiemmissa kokeissa sähkökenttä pystyi vain hieman lisäämään tai vähentämään painovoiman vaikutuksesta putoavan pilven huipun nopeutta. Nyt halusin vahvistaa tätä kenttää niin paljon, että pilven yläpinta pysyi tasaisella korkeudella. Tässä tapauksessa tuli mahdolliseksi määrittää tarkasti pilven haihtumisnopeus ja ottaa se huomioon laskelmissa."
Tämän idean toteuttamiseksi Millikan suunnitteli pienen kokoisen ladattavan akun, joka tuotti jopa 104 V:n jännitteen (silloin tämä oli kokeilijan erinomainen saavutus). Sen piti luoda tarpeeksi vahva kenttä pitääkseen pilven riippuvana, kuten "Muhammedin arkun". "Kun minulla oli kaikki valmiina", Milliken sanoo, ja kun pilvi muodostui, käänsin kytkintä ja pilvi oli sähkökentässä. Ja sillä hetkellä se suli silmieni edessä, toisin sanoen koko pilvestä ei ollut enää pienikään palanen, jota olisi voinut tarkkailla ohjausoptisen instrumentin avulla, kuten Wilson teki ja minä aioin tehdä. Kuten minusta aluksi näytti, pilven häviäminen jälkiä jättämättä sähkökentässä ylemmän ja alemman levyn välissä merkitsi sitä, että koe päättyi ilman tuloksia...” Kuitenkin, kuten tieteen historiassa usein tapahtui, epäonnistuminen antoi nousta uudelle ajatukselle. Se johti kuuluisaan pudotusmenetelmään. "Toistetut kokeet", kirjoittaa Millikan, "osoittivat, että sen jälkeen, kun pilvi hajosi voimakkaassa sähkökentässä, sen paikalta voitiin erottaa useita yksittäisiä vesipisaroita" (korostus lisäsin - V.D.). "Epäonnistunut" koe johti siihen, että löydettiin mahdollisuus pitää yksittäiset pisarat tasapainossa ja tarkkailla niitä melko pitkään.
Mutta havainnoinnin aikana vesipisaran massa muuttui merkittävästi haihtumisen seurauksena, ja Millikan siirtyi useiden päivien etsinnän jälkeen kokeisiin öljypisaroilla.
Kokeellinen menettely osoittautui yksinkertaiseksi. Adiabaattinen laajeneminen muodostaa pilven kondensaattorilevyjen väliin. Se koostuu pisaroista, joissa on eri suuruisia ja eri merkkisiä varauksia. Kun sähkökenttä kytketään päälle, pisarat, joiden varaus on identtinen kondensaattorin ylälevyn varauksen kanssa, putoaa nopeasti, ja ylempi levy vetää puoleensa pisaroita, joilla on vastakkainen varaus. Mutta tietyllä määrällä pisaroita on sellainen varaus, että sähkövoima tasapainottaa painovoiman.
7 tai 8 minuutin kuluttua. pilvi hajoaa ja näkökenttään jää pieni määrä pisaroita, joiden varaus vastaa ilmoitettua voimien tasapainoa.
Millikan havaitsi nämä pisarat erillisinä kirkkaina pisteinä. "Näiden pisaroiden historia menee yleensä näin", hän kirjoittaa. "Jos painovoimalla on lievä ylivoima kenttävoimaan nähden, ne alkavat pudota hitaasti, mutta koska ne vähitellen haihtuvat, niiden alaspäin suuntautuva liike pysähtyy pian ja ne muuttua liikkumattomaksi melko pitkäksi aikaa." Sitten kenttä alkaa hallita ja pisarat alkavat hitaasti nousta. Levyjen välisessä tilassa käyttöikänsä lopussa tämä ylöspäin suuntautuva liike kiihtyy erittäin voimakkaasti ja ne houkuttelevat suurella nopeudella ylempään levyyn."

3.3.3. Asennuksen kuvaus

Kaavio Millikanin asennuksesta, jolla saatiin ratkaisevia tuloksia vuonna 1909, on esitetty kuvassa 17.
Kammioon C sijoitettiin pyöreistä messinkilevyistä M ja N valmistettu litteä kondensaattori, jonka halkaisija oli 22 cm (niiden välinen etäisyys oli 1,6 cm). Ylälevyn keskelle tehtiin pieni reikä p, jonka läpi öljypisarat kulkivat. Jälkimmäiset muodostettiin ruiskuttamalla öljyvirta ruiskulla. Ilma puhdistettiin aiemmin pölystä ohjaamalla se lasivillaputken läpi. Öljypisaroiden halkaisija oli noin 10-4 cm.
Kondensaattorin levyihin syötettiin 104 V jännite akusta B. Kytkimen avulla levyt saatiin oikosulkemaan ja tämä tuhoaisi sähkökentän.
Levyjen M ja N väliin putoavat öljypisarat valaistiin voimakkaalla lähteellä. Pisaroiden käyttäytymistä havaittiin kohtisuorassa kaukoputken läpi kulkevien säteiden suuntaan.
Pisarakondensaatioon tarvittavat ionit luotiin säteilyllä 200 mg:n radiumipalasta, joka sijaitsee 3-10 cm:n etäisyydellä levyjen sivusta.
Erityistä laitetta käyttämällä männän laskeminen laajensi kaasua. 1 - 2 s laajennuksen jälkeen radium poistettiin tai peitettiin lyijyseulalla. Sitten sähkökenttä käynnistettiin ja putoamisen havainnointi teleskooppiin aloitettiin. Putkessa oli asteikko, jolla oli mahdollista laskea pisaran kulkema reitti tietyn ajanjakson aikana. Aika tallennettiin tarkalla lukolla varustetulla kellolla.
Havaintojensa aikana Millikan löysi ilmiön, joka toimi avaimena koko sarjaan myöhempiä yksittäisten alkuainevarausten tarkkoja mittauksia.
Millikan kirjoittaa, että työskennellessäni roikkuvien pisaroiden parissa unohdin useita kertoja suojata ne radiumsäteilyltä. Sitten satuin huomaamaan, että aika ajoin yksi pisaroista yhtäkkiä vaihtoi varaustaan ​​ja alkoi liikkua kenttää pitkin tai sitä vastaan, ilmeisesti vangiten ensimmäisessä tapauksessa positiivisen ja toisessa tapauksessa negatiivisen ionin. Tämä avasi mahdollisuuden mitata luotettavasti paitsi yksittäisten pisaroiden varauksia, kuten olin tehnyt siihen asti, myös yksittäisen ilmakehän ionin varausta.
Todellakin, mittaamalla saman pisaran nopeuden kahdesti, kerran ennen ionin sieppaamista ja kerran sen jälkeen, voisin tietysti sulkea pois pisaran ominaisuudet ja väliaineen ominaisuudet ja toimia arvolla, joka on verrannollinen vain ionin varaukseen. vangittu ioni."

3.3.4. Perusmaksulaskenta

Millikan laski perusvarauksen seuraavien näkökohtien perusteella. Pisaran liikenopeus on verrannollinen siihen vaikuttavaan voimaan, eikä se riipu pisaran varauksesta.
Jos pisara putosi kondensaattorin levyjen väliin pelkän painovoiman vaikutuksesta nopeudella?, niin
?1=kmg (1)

Kun painovoimaa vastaan ​​suunnattu kenttä kytketään päälle, vaikuttava voima on erotus qE - mg, missä q on pisaran varaus, E on kentänvoimakkuuden moduuli.
Pudotusnopeus on yhtä suuri kuin:
?2 =k(qE-mg) (2)

Jos jaamme yhtälön (1) luvulla (2), saamme

Täältä
(3)

Ottakoon pisara ionin ja sen varauksesta tulee yhtä suuri kuin q", ja liikkeen nopeus? 2. Merkitään tämän siepatun ionin varaus e:llä.
Sitten e = q" - q.
Käyttämällä (3) saamme

Arvo on vakio tietylle pudotukselle.

3.3.5. Johtopäätökset Millikanin menetelmästä

Näin ollen mikä tahansa pisaran vangitsema varaus on verrannollinen nopeuseroon (?2 - ?2), toisin sanoen verrannollinen ionin sieppaamisesta johtuvaan pisaran nopeuden muutokseen! alkeisvarauksesta pelkistettiin pisaran kulkeman reitin mittaamiseen ja sen läpikulkuaikaan. Lukuisat havainnot osoittivat kaavan (4) pätevyyden. Kävi ilmi, että e:n arvo voi muuttua vain äkillisesti! e, 2e, 3e, 4e jne. huomioidaan aina.
"Monissa tapauksissa", kirjoittaa Millikan, "pudotusta havaittiin viisi tai kuusi tuntia, ja tänä aikana se ei vanginnut kahdeksan tai kymmentä ionia, vaan satoja niistä. Kaiken kaikkiaan olen havainnut useiden tuhansien ionien sieppaamisen tällä tavalla, ja kaikissa tapauksissa siepattu varaus... oli joko täsmälleen yhtä suuri kuin pienin kaikista siepatuista varauksista tai se oli yhtä suuri kuin tämän pieni kokonaislukukerrannainen arvo. Tämä on suora ja kiistämätön todiste siitä, että elektroni ei ole "tilastollinen keskiarvo", vaan että kaikki ionien sähkövaraukset ovat joko täsmälleen yhtä suuria kuin elektronin varaus tai edustavat tuon varauksen pieniä kokonaislukukertoja.
Joten sähkövarauksen atomisuudesta, diskreettisyydestä tai nykykielellä kvantisoinnista on tullut kokeellinen tosiasia. Nyt oli tärkeää osoittaa, että elektroni on niin sanotusti kaikkialla läsnä. Mikä tahansa sähkövaraus minkä tahansa luonteisessa kappaleessa on samojen alkuvarausten summa.
Millikanin menetelmä mahdollisti yksiselitteisen vastauksen tähän kysymykseen. Ensimmäisissä kokeissa varaukset luotiin ionisoimalla neutraaleja kaasumolekyylejä radioaktiivisen säteilyn virralla. Pisaroiden vangitsemien ionien varaus mitattiin.
Kun nestettä ruiskutetaan suihkepullolla, pisarat sähköistyvät kitkan vuoksi. Tämä tiedettiin hyvin jo 1800-luvulla. Ovatko nämä varaukset myös kvantisoituja, kuten ionivaraukset? Millikan "punnitsee" pisarat ruiskutuksen jälkeen ja mittaa varaukset edellä kuvatulla tavalla. Kokemus paljastaa saman sähkövarauksen diskreettisyyden.
Lisäksi esitettiin sähkövarausten identiteetti erilaisissa fysikaalisissa kappaleissa.
Ripottelemalla öljyä (dielektristä), glyseriiniä (puolijohde), elohopeaa (johde) Millikan todistaa, että minkä tahansa fyysisen luonteen kappaleiden varaukset koostuvat kaikissa tapauksissa poikkeuksetta yksittäisistä alkuaineosista, joiden suuruus on tiukasti vakio. Vuonna 1913 Millikan tiivisti lukuisten kokeiden tulokset ja antoi seuraavan arvon alkuvaraukselle: e = 4.774.10-10 yksikköä. SGSE-maksu. Näin perustettiin yksi modernin fysiikan tärkeimmistä vakioista. Sähkövarauksen määrittämisestä tuli yksinkertainen aritmeettinen tehtävä.

3.4. Compton-kuvausmenetelmä

C.T.R.:n löydöllä oli tärkeä rooli elektronin todellisuuden ajatuksen vahvistamisessa. Wilson, vesihöyryn tiivistymisen vaikutus ioneihin, mikä johti mahdollisuuteen valokuvata hiukkasten jälkiä.
He sanovat, että A. Compton ei voinut luennolla vakuuttaa skeptistä kuuntelijaa mikrohiukkasten olemassaolon todellisuudesta. Hän vaati uskovansa vasta nähtyään ne omin silmin.
Sitten Compton näytti valokuvan hiukkasjäljestä, jonka vieressä oli sormenjälki. "Tiedätkö mitä tämä on?" - kysyi Compton. "Sormi", vastasi kuuntelija. "Siinä tapauksessa", Compton sanoi juhlallisesti, "tämä valoraita on hiukkanen."
Valokuvat elektronien jäljistä eivät ainoastaan ​​todistaneet elektronien todellisuudesta. Ne vahvistivat oletuksen elektronien pienestä koosta ja mahdollistivat teoreettisten laskelmien, jotka sisälsivät elektronin säteen, tuloksia verrata kokeeseen. Kokeet, jotka alkoivat Lenardin tutkimuksella katodisäteiden läpäisyvoimasta, osoittivat, että radioaktiivisten aineiden lähettämät erittäin nopeat elektronit tuottavat kaasuun raitoja suorina viivoina. Radan pituus on verrannollinen elektronin energiaan. Valokuvat korkeaenergisten hiukkasten jälkistä osoittavat, että jäljet ​​koostuvat suuresta määrästä pisteitä. Jokainen piste on vesipisara, joka ilmestyy ionille, joka muodostuu elektronin törmäyksen seurauksena atomin kanssa. Kun tiedämme atomin mitat ja niiden pitoisuuden, voimme laskea atomien lukumäärän, jonka läpi hiukkasen täytyy kulkea tietyllä etäisyydellä. Yksinkertainen laskelma osoittaa, että p-hiukkanen
jne.................

Hypoteesi atomien olemassaolosta, noista jakamattomista hiukkasista, joiden erilaiset konfiguraatiot tyhjössä muodostavat ympärillämme olevan objektiivisen maailman, on yhtä vanha kuin sivilisaatiomme:

"Luonto hajottaa kaiken peruskappaleiksi."

Newtonin kiinteät, massiiviset ja jakamattomat atomit; kineettisessä teoriassa atomit, joiden keskimääräinen kineettinen energia tunnistetaan kehon lämpötilaan; kemian atomit, joiden harmonisia yhdistelmiä löytyy kemiallisista reaktioista; vetyatomi, jonka eri yhdistelmistä Prout muodosti kaikki alkuaineet. Atomin käsite on ollut olemassa ainakin 25 vuosisataa, vaikka se on usein jäänyt taustalle tai tukahdutettu.

Mutta mikä on atomi? Ja mikä merkitys tälle kysymykselle pitäisi antaa? 1800-luvun loppuun mennessä, kun klassisen teorian luominen saatiin päätökseen ja uudet tekniset keinot ilmestyivät, kaikki

Vanha kysymys alkoi kuulostaa vaativammalta: mikä on atomin luonne? Tästä teemasta ja sen muunnelmista tuli 1900-luvun fysiikan leitmotiivi.

1800-luvun lopulla suoritettiin monia kokeita sähköpurkauksen tutkimiseksi harvinaisissa kaasuissa. Purkaus viritettiin (induktiokäämin tai sähköstaattisen koneen avulla, mikä luo suuria potentiaalieroja) negatiivisen elektrodin, jota kutsutaan katodiksi, ja positiivisen elektrodin, nimeltään anodi, välillä, jolloin molemmat elektrodit oli suljettu lasiputken sisään, josta ilma poistuu evakuoitiin. Kun ilma putkessa oli riittävän harvinaistunut, katodin ympärillä oleva tumma alue, joka tunnetaan nimellä tumma Crookes-piste, laajeni vähitellen, kunnes se saavutti putken vastakkaisen pään, joka sitten alkoi hehkua, hehkun värin mukaan lasityyppi, josta putki on tehty.

Jos putkeen työnnetään erilaisia ​​suojuksia, esimerkiksi, kuten kuviossa 1, 200 mm. 62, silloin putken päässä oleva pieni täplä hehkuu, ikään kuin jotain menisi näytössä olevien reikien läpi ja saavuttaisi lasin aiheuttaen sen hehkumisen. Tätä asiaa kutsuttiin katodisäteiksi.

1800-luvun lopulla käytiin vilkasta keskustelua näiden säteiden luonteesta. Jotkut uskoivat, että säteet, kuten valo, johtuvat alkuperästään eetterissä tapahtuvista prosesseista; toiset uskoivat niiden koostuvan sähköisesti varautuneista hiukkasista. Vuonna 1895 Jean Perrin onnistui keräämään nämä säteet eristettyyn astiaan ja todistamaan, että niissä on negatiivinen varaus. Pian tämän jälkeen J. J. Thomson suoritti klassisen kokeensa, jossa hän tunnisti ensin katodisäteet hiukkasista, joita myöhemmin kutsuttiin elektroneiksi. Hän kirjoitti:

"Tässä artikkelissa kuvatut kokeet tehtiin saadakseen tietoa katodisäteiden luonteesta. Näistä säteistä on täysin päinvastaisia ​​näkökulmia; Saksalaisten fyysikkojen lähes yksimielisen mielipiteen mukaan ne aiheutuvat jonkinlaisista eetterissä tapahtuvista prosesseista, joilla - koska niiden polku tasaisessa magneettikentässä ei ole suoraviivainen, vaan ympyrä - ei ole analogia missään eetterissä. aiemmin havaitut ilmiöt; mukaan

Toinen mielipide on, että nämä säteet eivät ole kaukana eetteristä, vaan aineellista alkuperää ja ovat vain ainehiukkasten virtaa, jotka on ladattu negatiivisella sähköllä.

Kuva. 63. Thomsonin asennuskaavio (otettu kohteesta).

Luomalla sähkökenttä kuviossa 1 esitettyjen levyjen väliin. 63 kirjainta ja/tai magneettikenttää, joka oli suunnattu kohtisuoraan säteiden etenemissuuntaa vastaan, Thomson havaitsi valopisteen siirtymisen putken päässä; Mitä voimakkaammat sähkö- tai magneettikentät, sitä enemmän piste siirtyi. Varmistettuaan, että tämä ilmiö ei riipu putkessa olevasta kaasusta, Thomson kirjoitti:

"Koska katodisäteet kantavat negatiivista varausta, ne poikkeavat sähköstaattisen voiman vaikutuksesta ikään kuin ne olisivat negatiivisesti varautuneita ja reagoivat magneettiseen voimaan samalla tavalla kuin negatiivisesti varautuneet kappaleet, jotka liikkuvat säteiden etenemislinjaa pitkin, reagoivat siihen, En voi olla tekemättä sitä johtopäätöstä, että katodisäteet ovat aineen hiukkasten kuljettamia negatiivisen sähkön varauksia. Sitten herää kysymys: mitä nämä hiukkaset ovat? Ovatko ne atomeja, molekyylejä vai aineita hienommassa erotustilassa? Valventaakseni tätä kysymystä tein useita mittauksia näiden hiukkasten massan suhteesta niiden kantamaan varauksen määrään.

Samalla voima, joka vaikuttaa varautuneeseen hiukkaseen magneettikentästä B, kohtisuorassa sen liikesuuntaan nähden:

Jos esimerkiksi hiukkanen on negatiivisesti varautunut ja sähkökenttä on suunnattu poispäin, sähkövoima kääntää hiukkasen alaspäin. Magneettinen voima, joka vaikuttaa hiukkaseen, joka liikkuu magneettikentässä kuvan osoittamalla tavalla. 64, kääntää hiukkasen ylöspäin: Valitsemalla sähkö- ja magneettikenttien vahvuudet siten, että valopiste pysyy siirtymättömänä, Thomson tasaa siten hiukkasiin vaikuttavat voimat sähkö- ja magneettikentistä:

Sieltä hän oppi hypoteettisten hiukkasten nopeuden. Sitten hän saattoi muuttaa putken päässä olevien hiukkasten taipuman määrää sammuttamalla sähkökentän ja muuttamalla magneettikentän voimakkuutta. Tietäen ajan, jonka hiukkaset olivat magneettikentässä (koska hän tiesi niiden nopeuden), Thomson pystyi siten laskemaan tämän kentän vaikutuksen niihin. Sieltä hän pystyi mitatun poikkeaman perusteella määrittämään hiukkasten varauksen suhteen niiden massaan.

Lopulta hän päätyi hypoteettisille hiukkasilleen seuraavaan massa-varaussuhteeseen:

Thomson päätteli:

”Näistä mittauksista käy selvästi ilmi, että arvo ei riipu kaasun luonteesta ja sen arvo on hyvin pieni verrattuna arvoon, joka on pienin aiemmin tunnettu arvo tälle suhteelle ja liittyy elektrolyysiin osallistuviin vetyioneihin. .

Näin ollen sähköisten kantajien suhteiden suuruus katodisäteissä on huomattavasti pienempi kuin vastaava arvo elektrolyysissä. Pienisyys selittyy joko pienellä tai suurella merkityksellä tai molemmilla samaan aikaan."

Tätä sähkön kantajaa, katodisäteiden aktiivista ainesosaa, kutsuttiin lopulta elektroniksi, joka oli 1900-luvun ensimmäinen alkeishiukkanen.

Thomson kirjoitti myöhemmin:

”Ensimmäinen yritykseni kääntää katodisäde oli päästää ne kahden samansuuntaisen metallilevyn väliin, jotka on asennettu purkausputken sisään ja herättää sähkökenttä näiden levyjen väliin. En pystynyt saamaan säännöllistä taipumaa tällä tavalla... Poikkeaman puute selittyi kaasun läsnäololla putkessa (paine pysyi liian korkeana), joten oli tarpeen saada suurempi tyhjiö. Mutta tämä oli helpommin sanottu kuin tehty. Tekniikka korkean tyhjiön saavuttamiseksi oli noina päivinä lapsenkengissään."

Ei ensimmäistä kertaa ratkaisevan kokeilun toteuttaminen ei kohtannut sen ideologisen konseptin vaikeuksia, vaan tarvittavien teknisten keinojen puutetta.

Thomsonin mittausten jälkeen oli erittäin tärkeää määrittää joko varauksen suuruus tai näiden hiukkasten massa erikseen. Kaasumaisten ionien varaus, aiemmin Thomsonin laboratoriossa mitattu, oli likimääräinen. Olettaen, että näiden ionien varaus on sama kuin katodihiukkasen kantama varaus, ei ole vaikea osoittaa, että näiden hiukkasten massa on erittäin pieni:

Noina vuosina Thomson kutsui katodihiukkasia "soluiksi" tai alkuatomeiksi; sanaa "elektroni" hän käytti kuvaamaan "korpuskkelin" kuljettaman varauksen määrää. Kuitenkin ajan myötä itse hiukkasta alettiin kutsua elektroniksi. Paljon myöhemmin (vuonna 1909) Millikan öljypisaroiden varauksen määrää mittaaessaan totesi, että alkuvaraus (oletettiin, että sen arvo oli sama kuin elektronin varaus) on suunnilleen yhtä suuri kuin Annamme nykyaikaiset arvot. elektronin varauksesta ja massasta:

Tästä asiasta ollaan täysin eri mieltä. Jotkut tieteen historioitsijat yhdistävät elektronin löytämisen G. Lorentzin ja P. Zeemanin nimiin, toiset taas E. Wiechertin, toiset - muiden tutkijoiden, kun taas enemmistö pitää kiinni Joseph John Thomsonin tai loistava GG, kuten häntä kutsutaan myös tieteellisessä maailmassa.

Jopa merkittävimmät atomifysiikan ongelmiin liittyvät auktoriteetit ovat täysin ymmällään: kuka omistaa löytäjän kunnian? Erinomainen teoreettinen fyysikko N. Bohr on vakuuttunut F.E.A. Lenardin tärkeydestä, ja vertaansa vailla oleva kokeellinen fyysikko E. Rutherford on vakuuttunut F. Kaufmanista.

Ajan myötä elektronin varsinaisen löydön kiistanalainen ajanjakso ulottuu 28 vuodeksi: vuodesta 1871 vuoteen 1899. Kuka oli tämän merkittävän löydön alkuperässä, joka johti niin pitkiin tieteellisiin taisteluihin, kun keihäät rikottiin vakavasti? Lisäksi tilanteessa, jossa jotkut kiistanalaiset ovat jo onnistuneet tekemään liikaa vaivaa. Jotkut heistä olivat kiireisiä tieteellisen tutkimuksen parissa ja jotkut tieteellisten juonittelujen parissa. Aivan kuten keskusteluissa valon luonteen selventämiseksi.

Aluksi, vuonna 1894, kuuluisa saksalainen luonnontieteilijä Hermann Ludwig Helmholtz ja hänen tieteellinen vastustajansa, irlantilainen George Stoney, taistelivat keskenään. Jokainen heistä piti elektronin löytämisen tärkeydestä itselleen. Stoney syytti kaikkien rehellisten ihmisten edessä Helmholtzia ilmeisestä plagioinnista ja julkaisi häntä syyttävät tosiasiat artikkelissa "Sähkön elektronista tai atomista", joka ilmestyi yhdessä Philosophics Magazine -lehden numeroista (1894, vo1. 38, R.418). Kuinka totta tämä syytös oli?

Kaksitoista vuotta ennen tätä julkaisua samassa lehdessä (1882, osa 11, R. 361), Stoney julkaisi teoksen, jossa hän esitti näkemyksensä elektronin olemassaolosta väittäen, että "jokaista elektrolyytissä olevaa katkennutta kemiallista sidosta kohden on tietty, kaikissa tapauksissa identtinen sähkön määrä."

Alle kaksi kuukautta oli kulunut, kun Chemical Societyn julkaisemassa lehdessä ilmestyi Helmholtzin artikkeli, joka ilmoitti hänen löytäneensä elektronin. Siinä sanottiin: "Jos ajatusta yksinkertaisten aineiden atomirakenteesta pidetään oikeana, ei voida välttää johtopäätöstä, että sähkö, sekä negatiivinen että positiivinen, on jaettu alkuaineosiin, jotka pidetään yhdessä kuin sähköatomit."

Tiesikö Helmholtz Stoneyn työstä, kun hän kirjoitti näitä rivejä? Ilmeisesti hän ei voinut olla tietämättä. Se on myös selittämätön, miksi hän, spekuloimalla auktoriteettillaan, kirjaimellisesti murskasi Stoneyn joka tilaisuuden tullen, jättäen jatkuvasti prioriteettinsa omakseen? Lisääntyvän maineen vuoksi? Mutta Helmholtz kylpesi sen säteissä melko usein. Stoneylla, johtuen hänen uppoutumisestaan ​​"elektroniseen" ideaan, jota hän jatkoi kehittämään, ei yksinkertaisesti ollut tarpeeksi aikaa neutraloida ärsyttävää Helmholtzin persoonassa.

Sen kehitys imeytyi häneen niin paljon, että hän ei vain onnistunut antamaan kvantitatiivisen arvion pienimmästä sähkövarauksesta vaatien sen sisällyttämistä perusluonnollisten vakioiden määrään, vaan myös keksi vakaan nimen negatiivisesti varautuneelle alkuainehiukkaselle - " elektroni”.

Ilmeisesti piilotettu kateus ahkera Stoneyn läpimurtoa kohtaan tieteen tulevaisuuteen pakotti Helmholtzin ensin hyökkäämään kollegansa kimppuun kaikkialla ja olemaan sitten viisaasti hiljaa. On vaikea ennustaa, voittaako vihollisen parhaiten aktiivinen toiminta, vastatoimi vai toimettomuus. Joten hän vaikeni hetkeksi.

Kuitenkin, jos käännetään kelloa hieman taaksepäin, ei ollut mitään järkeä aloittaa taistelua tieteellisestä johtajuudesta, koska asian historian perusteellisen tutkimuksen jälkeen nousi esiin kaksi muuta nimeä. Osoittautuu, että vuonna 1878 ennen Stoneyta yksi fysiikan pilareista, hollantilainen Hendrik Lorentz, oli jo kiinnittänyt tutkijoiden huomion ajatukseen sähkövarausten diskreettisuudesta, ja seitsemän vuotta ennen Lorentzia saksalainen fyysikko Wilhelm. Eduard Weber puhui elektronista ennakoiden irlantilaisen ja kaikkien muiden heidän seuraajiensa tutkimusta. Esimerkiksi Weber väitti hämmästyttävällä ymmärryksellä: "... sähkön yleisessä leviämisessä on sallittua havaita, että sähköatomi liittyy jokaiseen aineen atomiin." Ehkä hänen olisi pitänyt saada kunnialaakerit?

Epätodennäköistä. Loppujen lopuksi on yksi asia ilmaista arvokasta ideaa, toinen asia on osallistua kaikin mahdollisin tavoin sen kehittämiseen. Ja siksi, ilman omantunnon särkyä, etusija elektronin olemassaolon teoreettisessa perustelussa, itse asiassa negatiivisesti varautuneen alkuainehiukkasen ennustamisessa, voidaan turvallisesti antaa irlantilaiselle Stoneylle, jonka nimeä ei valitettavasti mainita. kaikkialla: ei hakuteoksissa eikä tietosanakirjoissa.

Muuten, paitsi teoreetikot, myös kokeilijat taistelivat etuoikeudesta löytää elektroni, saadakseen selville, kuka löysi negatiivisesti varautuneen hiukkasen kokeellisesti? Nykyään jokainen koululainen tietää J. J. Thomsonin nimen, joka useimpien tieteen kronikoiden mukaan on elektronin todellinen "vanhempi". Tästä upeasta löydöstä hänelle myönnettiin Nobel-palkinto vuonna 1906.

Prioriteettia pidetään kiistattomana, vaikka itse asiassa historiallinen todellisuus on sen vastaista. Tästä vakuuttumiseen riittää, kun poimitaan tammikuun 1897 Königsbergin yliopiston lehti, jossa julkaistiin viimeisin kemian ja fysiikan alan tutkimus. Tammikuun luvussa 38, tämän aikakauslehden sivulla 12, julkaistiin saksalaisen fyysikon Emil Wichertin artikkeli, jossa yksiselitteisesti vahvistettiin etusija sen takana olevan elektronin kokeellisessa löytämisessä.

Thomson raportoi samasta löydöstä Englannin kuninkaallisen instituutin tieteelliselle neuvostolle kaksi kuukautta myöhemmin - 30. huhtikuuta 1897, ja hänen ensimmäinen tätä asiaa käsittelevä julkaisunsa ilmestyi vasta toukokuussa. Tiedemiehet tutustuivat siihen "Electricity"-lehti (1897, ou1.39, R.104).

Näin ollen Wichert oli viisi kuukautta edellä suurta GG:tä. Mutta ketä kiinnostaa tapahtumien kronologia, kun kyse oli tieteellisen maailman kiistämättömän auktoriteetin työstä? Tässä palataan kysymykseen siitä, mitä pitäisi ottaa lähtökohtana henkisen omaisuuden jakelussa: itse idea, sen kehitys ja perustelu vai molempia sisältävä uraauurtava painotyö?

Näyttää siltä, ​​että joka tapauksessa löydön tai keksinnön valtaantulon kronologista järjestystä ei voida jättää huomiotta. Jopa sillä edellytyksellä, että alun perin oli hypoteesi, jonka piti "astua" ajassa ja mielessä. Siksi vähän tunnettu Wichert osallistui elektronin löytämiseen samalla, ellei suuremmassa määrin kuin Stoney, Weber ja kuuluisa Thomson.

Mutta vain muutamasta erityisestä hakuteoksesta voidaan lukea, että tämä fyysikko J. J. Thomsonista riippumatta löysi elektronin ja määritti sen suhteellisen varauksen. Tässä esimerkissä olemme vakuuttuneita tieteen todellisesta voimasta, joka auktoriteetilla on.