Hvad er konklusionerne fra katodestråleeksperimentet?

Hans eksperimenter blev alle udført med det såkaldte katodestrålerør. For det første vil jeg forsøge at forklare, hvad dette er og hvordan det virker.

Et katodestrålerør er et hult forseglet glasrør, som er under vakuum (har hele luften suget ud af det).

Inde i den ene ende er en elektrisk filament (som faktisk kaldes katoden i dette eksperiment) ligesom i en pære. I den anden ende er fluorescerende skærm, som er ligesom en gammeldags tv-skærm.

Du sender en elektrisk strøm gennem filamentet og det begynder at gløde. Samtidig forbinder du glødetråd og fluorescerende skærm sammen med en elektrisk kilde.

Dette sætter elektrisk felt mellem skærmen og filamentet - og hvis skærmen er positiv så strømmer elektroner fra filamentet til skærmen og får det til at lyse.

(Det er svært at forklare, hvordan det er tilsluttet uden at tegne et billede! Tænk på det, da filamentet er forbundet med et batteri - det vil gløde ligesom en pære, men ikke så lyst. Du tilslutter derefter et andet batteri med (+) terminal forbundet til skærmen og (-) terminalen forbundet til filamentet. I virkeligheden skal strømmen være meget høj, selvom du ville bruge strømforsyning konverteret til DC

På det tidspunkt startede Thomson sit arbejde, glødet observeret på skærmen var mystisk, og ingen vidste hvad det var. De vidste, at en slags stråle kom fra katoden (filament), og at der også var en slags negativ ladning udsendt fra katoden, fordi en elektrisk strøm strømmede i kredsløbet mellem skærmen og katoden.

I Thomsons første forsøg ønskede han at se, om han kunne adskille den negative ladning ud af strålerne. Han vidste, at elektrisk ladede genstande kan afbøjes af magneter (Michael Faraday opdagede dette og er hans teori om elektromagnetisme).

Thomson opsatte sin katodestrålerør, men placerede en magnet over strålens sti. Han fandt ud af, at strålerne var bøjet og den negative ladning blev bøjet nøjagtigt det samme.

I hans andet forsøg ønskede han at se, om strålerne ville bøje sig i nærheden af et elektrisk felt, hvilket er hvad man ville forvente for en ladet partikel. Han fandt strålerne faktisk bøjede, og i den forventede retning for en negativ afgift. Dette er vigtigt, da det viser, at strålerne ikke er de samme som en stråle af lys. Lyset er ikke bøjet af elektriske eller magnetiske felter.

I sit tredje forsøg ønskede han at se, om han kunne måle massen til ladningsforholdet (masse divideret med ladning). For at gøre dette målte han, hvor langt strålen blev afbøjet af et magnetfelt. Han fandt ud af, at massen til ladningsforholdet var over tusind gange lavere end for en hydrogenion (H +), hvilket tyder på, at partiklerne var meget lette eller meget højt ladede.

De er faktisk meget lette og bærer det samme beløb som hydrogen ion, men lige modsat, fordi de er negative.