--แบบจำลองอะตอมของทอมสัน
สมบัติของรังสีแคโทด 1. รังสีแคโทดสามารถทำให้ฉากเรืองแสงเกิดเรืองแสงได้ 2. เมื่อให้รังสีแคโทดอยู่ระหว่างขั้วไฟฟ้า
รังสีแคโทดจะเบนเข้าหาขั้วบวก แสดงว่ารังสีแคโทด ประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ
ซึ่งต่อมาเรียกว่า อิเล็กตรอน 3. เมื่อให้รังสีแคโทดอยู่ในสนามแม่เหล็กจะเกิดการเบี่ยงเบนออกจากแนวเส้นตรง 4. รังสีแคโทดเดินทางเป็นเส้นตรงจากแคโทดไปยังแอโนด ถ้ามีวัตถุทึบแสงมากั้นทางเดินของรังสีก็ จะทำให้เกิดเงา
การค้นพบอิเล็กตรอน
การค้นพบโปรตอน
จากการพบว่ามีข้อมูลบางประการไม่สอดคล้องกับแนวคิดเกี่ยวกับอะตอมของดอลตัน
นักวิทยาศาสตร์จึงได้ศึกษาเพิ่มเติมและสร้างแบบจำลองอะตอมขึ้นใหม่
แต่ก็ยังไม่มีข้อมูลที่ให้รายละเอียดภายในอะตอม
รวมทั้งมีนักวิทยาศาสตร์อีกหลายคนที่สนใจศึกษาการนำไฟฟ้าของแก๊ส โดยทำการทดลองผ่านไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปในหลอดแก้วบรรจุแก๊สความดันต่ำ
เพราะที่ภาวะนี้มีจำนวนอะตอมของแก๊สไม่หนาแน่นทำให้ง่ายต่อการศึกษา
พบว่าเมื่อเพิ่มความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าให้สูงขึ้นจะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอด
ขณะเดียวกันก็จะเกิดรังสีพุ่งออกจากแคโทดไปยังแอโนด รังสีนี้เรียกว่า รังสีแคโทด และเรียกหลอดแก้วชนิดนี้ว่า หลอดรังสีแคโทด
เซอร์วิลเลียมครูกส์ เป็นผู้ประดิษฐ์หลอดรังสีแคโทด
ใช้ในการทดลองเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของแก๊ส
เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าศักย์สูงเข้าไปในหลอดรังสีแคโทด
จะเกิดรังสีพุ่งออกมาจากขั้วแคโทดไปยังแอโนดซึ่งตรวจสอบได้ด้วยสารเรืองแสง
การค้นพบอิเล็กตรอน
เซอร์ โจเซฟ จอร์น ทอมสัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้สนใจปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นในหลอดรังสีแคโทดจึงได้ใช้หลอดรังสีแคโทดศึกษารังสีแคโทด
ในการทดลอง ทอมสันดัดแปลงหลอดรังสีแดโทดต่างไปจากเดิม
เช่นภายในหลอดมีฉากเรืองแสงและให้รังสีแคโทดผ่านช่องเล็กๆเพื่อให้รังสีแคโทดมีลักษณะเรียวเล็กก่อนที่จะผ่านสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กไปกระทบฉาก
ทอมสันได้ทดลองโดยนำหลอดรังสีแคโทดวางไว้ในสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า โดยทิศทางของสนามแม่เหล็กตั้งฉากกับสนามไฟฟ้า เมื่อรังสีแคโทดผ่านสนามไฟฟ้า รังสีจะเบี่ยงเบนขึ้นด้านบน
เมื่อใส่สนามแม่เหล็กเข้าไป และเพิ่มอำนาจสนามแม่เหล็กทีละน้อย
จะพบว่ารังสีแคโทดจะเบี่ยงเบนน้อยลง และในที่สุดรังสีแคโทดจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม
ของตอนที่ไม่มีสนามไฟฟ้า ทอมสันคำนวณหาอัตราส่วนประจุต่อมวล
(e/m) ของอนุภาคไฟฟ้าในรังสีแคโทด
e/m = 1.759 x 108 คูลอมบ์ต่อกรัม
นอกจากนั้นทอมสันยังพบว่าไม่ว่าจะจะเปลี่ยนชนิดของก๊าซหลอด
หรือเปลี่ยนชนิดของโลหะที่ใชทำขั้วแคโทดเป็นชนิดใด รังสีแคโทดก็ยังมีสมบัติเหมือนเดิม ค่าประต่อมวลก็คงที่เสมอ
ทอมสันสรุปว่า อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบเป็นองค์ประกอบ
ของ อะตอมของธาตุทุกชนิด เรียกอนุภาคนี้ว่า
อิเล็กตรอน จากการทดลองของทอมสัน
สรุปได้ว่า อะตอมไม่ใช่สิ่งที่เล็กที่สุด
แต่อะตอมจะประกอบด้วยอิเล็กตรอน และอนุภาคอื่นๆอีก
ออยแกน โกลด์สไตน์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ได้แสดงให้เห็นว่า
ถ้ามีการดัดแปลงหลอดรังสีแคโดโดยให้ขั้วแคโทด อยู่เกือบ
ตรงกลางและเจาะรูขั้วแคโทด จะสังเกตเห็นรังสีหลังขั้วแคโทดรังสีนี้เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง
เมื่อศึกษาสมบัติตรงข้ามกับรังสีแคโทด คือเบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กในทิศทางตรงข้ามกับรังสีแคโทด
ในสนามไฟฟ้ารังสีนี้เบี่ยงเบนเข้าหาขั้วลบ และทำให้ฉากเรืองแสงได้ ทำให้สรุปได้ว่ารังสีที่พบใหม่นี้ประกอบด้วยอนุภาค
ที่มีประจุไฟฟ้าบวก เรียกว่า รังสีบวก หรือรังสีแคแนล อนุภาคบวกนี้เกิดจากอะตอมของก๊าซถูกชนด้วยอนุภาคอิเล็กตรอน
ที่พุ่งออกมาจากแคโทด ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอม
อะตอมจะกลายเป็นประจุบวก อนุภาคนี้จึงเคลื่อนที่เข้าหาขั้วลบ
และพบว่าเมื่อเปลี่ยนชนิดของก๊าซที่บรรจุ อนุภาคนี้จะมีค่าประจุต่อมวลไม่คงที่ขึ้นอยู่กับก๊าซที่บรรจุ
จากการทดลองพบว่าถ้าใช้ก๊าซไฮโดรเเจน จะอนุภาคบวกที่มีขนาดประจุเท่ากับอิเล็กตรอนและมีค่าประจุต่อมวลสูงสุด
เรียกอนุภาคนี้ว่า โปรตอน
จากผลการทดลองของทออมสัน
โกลด์สไตน์ ทำให้ทอมสันได้ข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมมากขึ้นเขาจึงเสนอแบบจำลองอะตอมว่า
" อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม ประกอบด้วยโปรตอนซึ่งมีประจุบวกและอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุลบ กระจายอยู่ทั่วไปอย่างสม่ำเสมอและในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีจำนวนโปรตอนเที่ากับจำนวนอิเล็กตรอน
"
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น