Катодные лучи. Электрон

Предшественником субатомной физики 20 в. можно считать Уильяма Крукса (1832-1919). Это свободный мыслитель, изучавший в частной лаборатории проблемы физики и химии, естествознания и спиритизма, открыл элемент таллий, создал радиометр и другие приборы, получил титул баронета за научные заслуги.

Хотя электрический разряд был известен еще с начала 18 в., прогресс в исследованиях начался после изобретения ртутного вакуумного насоса (Гейслер, 1855). Варли в 1871 г. объяснил свечение стекла в трубке при разряде бомбардировкой частицами, вылетающими с катода. В 1876 г. Гольдштейн назвал их катодными лучами, считая их объектами той же природы, что и свет.

Крукс, повторив эксперименты предшественников, наблюдал отклонение катодных лучей в магнитном поле. Он назвал катодные лучи “лучистой материей”, четвертым состоянием вещества. Пророческие слова Крукса: “При изучении этого четвертого состояния вещества создается представление, что мы имеем, наконец, в своем распоряжении “окончательные” частицы, которые мы можем с полным основанием считать лежащими в основе Вселенной.... Мы определенно вошли здесь в область, где материя и энергия кажутся слитыми воедино, в темную область между известным и неизвестным”.

Корпускулярной гипотезе Крукса противостояли волновые представления о катодных лучах (Видеман, Гольдштейн, Герц, Ленард - Германия). В 1905 г. за исследование природы и свойств катодных лучей Филипп Ленард получил Нобелевскую премию по физике.

Жан Перрен (1870-1942) с помощью цилиндра Фарадея (такого названия, правда, в то время еще не было), соединенного с электроскопом, доказал, что заряд катодных лучей отрицательный. Это произошло в 1895 г., когда фактически и родилась электроника, хотя название пришло позднее.

Решающий вклад в природу катодных лучей внес Джозеф Джон Томсон (1856-1940). Он наблюдал отклонение катодных лучей в электрическом поле конденсатора, а также смещение пятна свечения стекла разрядной трубки под действием скрещенных электрического и магнитного полей (отношение , близкое к современному). За открытие электрона (см. ниже) Джозеф Джон Томсон был удостоен в 1906 г. Нобелевской премии.

Слово “электрон” ввел Стони в 1891 г. сначала для отрицательного иона. Заряд стали считать отрицательным, как и у янтаря (греческое “электрон”). По современным данным, эл.-стат. ед.= Кулон; 1/1840 массы атома водорода.