Теория:
Электрон
Долгое время атом считался наименьшей неделимой частицей вещества. Такое представление об атоме было разрушено в \(1897\) году. Этот год считается датой открытия элементарной частицы — электрона.
В конце \(XIX\) века английский физик Джозеф Джон Томсон занимался изучением «катодных лучей» (рис. \(1\)).
Рис. \(1\). Джозеф Джон Томсон
Этот вид излучения наблюдался при пропускании электрического тока через разреженные газы. Схема установки, которую использовал Томсон, представлена на рисунке \(2\).
Рис. \(2\). Схема установки, которую использовал Томсон
Ток между анодом (\(1\)) и катодом (\(2\)) проходит через колбу, заполненную разреженным газом. Через узкую щель (\(3\)) «катодный луч» попадает в электрическое поле (\(4\)) и отклоняется. По шкале (\(5\)) можно определить угол отклонения луча от начального направления.
Отклонение луча означает, что луч — это поток отрицательно заряженных частиц, которые получили название «электроны».
По углу отклонения луча от первоначального направления Томсону удалось измерить удельный заряд электрона \(q/m\), который оказался приблизительно в \(2000\) раз больше, чем у иона водорода, удельный заряд которого уже был известен к тому времени. А это означало, что при том же заряде масса электрона примерно в \(2000\) раз меньше, чем масса иона водорода.
Заряд электрона равен элементарному электрическому заряду:
Кл.
Масса электрона:
кг.
В \(1906\) году за открытие электрона Томсон стал лауреатом Нобелевской премии.
Так как колба с газом была герметично запаяна, то электронам было неоткуда взяться, кроме как из атомов газа, через который проходил электрический ток. А значит, атом не мог быть неделимой частицей! Перед учёными стал вопрос о том, как же всё-таки устроен атом.
Обрати внимание!
Открытие электрона доказывало, что атом не является неделимой частицей.
Модель Томсона
Сам Томсон предположил, что атом представляет собой равномерно распределённый по всему объёму атома положительный заряд. Внутри такого положительно заряженного «облака» содержатся маленькие отрицательно заряженные электроны, которые расположены случайным образом, как изюм в тесте пудинга. Суммарный заряд электронов по модулю равен заряду «облака», поэтому атом в целом нейтрален. Такая модель строения атома получила название «пудинговая модель атома» (рис. \(3\)).
Рис. \(3\). «Пудинговая модель атома»
Позднее Эрнест Резерфорд опроверг предположения о подобном строении атома. Его опыты по рассеянию альфа-частиц на золотой фольге позволили построить более точную модель строения атома.
Источники:
Рис. 1. Джозеф Джон Томсон.
Рис. 2. Схема установки, которую использовал Томсон. © ЯКласс.
Рис. 3. «Пудинговая модель атома».
Рис. 3. «Пудинговая модель атома».