原子的结构
亚原子粒子的发现
电子的发现
1830年，迈克尔·法拉第(Michael Faraday)证明，如果电流通过电解质溶液，就会在电极上发生化学反应。该反应导致物质在电极处的释放和沉积。这些结果表明了电的微粒性质。
19世纪50年代中期，许多科学家开始研究阴极射线放电管中的放电现象。法拉第是进行这类实验的主要科学家。
阴极射线管结构:这个管子是玻璃做的。它包含两片被称为电极的薄金属，密封在里面。通过气体的放电只能在非常低的压力和非常高的电压下观察到。玻璃管的疏散有助于操纵不同气体在管中的压力。当在电极上施加足够高的电压时，电流就开始流过粒子流。这些粒子从负极(阴极)移动到正极(阳极)。这些粒子被称为阴极射线或阴极射线粒子。
通过在阳极上开一个孔，并在管上(阳极后面)涂上磷光材料硫化锌，进一步检查电流的流动。当这些光线(经过阳极)击中涂层时，在涂层上形成一个亮点。
实验结果总结:
- 阴极射线从阴极移动到阳极。
- 这些射线是不可见的，但它们的行为可以在荧光材料的帮助下观察到，因为这些材料在被阴极射线击中时会发光。bdsports助力多特蒙德
- 当没有电场或磁场时，这些射线沿直线传播。
- 当存在电场或磁场时，阴极射线表现为带负电荷的粒子。这表明阴极射线是由带负电荷的粒子，即电子组成的。
- 阴极射线的特性不取决于电极的材料或阴极射线管中存在的气体的性质。
由此得出结论，电子是所有原子的基本组成部分。
电子的电荷质量比
1897年，j·j·汤姆逊测量了电荷与电子质量的比率(e)e)使用阴极射线管。他施加了相互垂直的电场和磁场，也施加了垂直于电子路径的电场和磁场。根据汤姆逊的理论，粒子在电场或磁场存在时偏离其路径的量取决于以下因素:
- 粒子上负电荷的大小。当粒子上的电荷越大，与电场或磁场的相互作用就越大，从而产生更大的偏转。
- 粒子的质量:粒子越轻，偏转越大。
- 电子偏离原路径的偏转随电压的增加而增加。也就是说，挠度随磁场强度的增大而增大。
根据他的观察，汤姆逊给出了电荷质量比的值如下:
' e/(m_e) ' = 1.758820 × 1011C公斤1
在这里,米e为电子质量，单位为kg, e为电子所带电荷的大小，单位为库仑(C)。由于电子带负电，电子所带的电荷为-e。
电子上的电荷
密立根发明了油滴实验(1906-14)来测定电子的电荷。密立根认为，电子的电荷为-1.6 × 10-19年C.目前接受的电荷值为-1.602176 × 10-19年C
电子的质量由这些结果与汤姆逊的e/m值相结合来确定e比
米e' = (1.602176 xx10 ^ (-19) C) / (1.758820 xx10 ^ (11) C \公斤^(1))”
= 9.1094 × 10-31年公斤
质子和中子的发现
在改良的阴极射线管中进行的放电导致了管状射线的发现。这些射线携带带正电的粒子。带正电粒子的特性如下:
- 正电荷粒子的质量取决于阴极射线管中气体的性质。这些就是带正电的气体离子。
- 粒子的电荷质量比取决于它们产生的气体。
- 有些带正电荷的粒子携带着基本电荷单位的倍数。
- 带正电的粒子在磁场或电场中的行为与观察到的电子的行为相反。
- 最小最轻的正离子是从氢中得到的，称为质子。
1932年，查德威克用α粒子轰击铍薄片，发现了中子。
| 名字 | 象征 | 绝对电荷(C) | 相对费用 | 质量(千克) | 约质量(u) |
|---|---|---|---|---|---|
| 电子 | e | -1.602176 × 10-19年 | 1 | 9.109382 × 10-31年 | 0 |
| 质子 | p | × 10-19年 | + 1 | 1.67262 × 10-27年 | 1 |
| 中子 | n | 0 | 0 | 1.674927 × 10-27年 | 1 |