Quines són les conclusions de l’experiment de raigs catòdics?

Els seus experiments es van dur a terme amb el que es coneix com a tub de rajos catòdics, de manera que primer intentaré explicar-ho i com funciona.

Un tub de raigs catòdics és un tub de vidre segellat buit que està sota buit (tot l’aire ha estat aspirat).

A l'interior, en un extrem, hi ha un filament elèctric (que en realitat es coneix com el càtode en aquest experiment) de la mateixa manera que a l'interior d'una bombeta. A l’altre extrem hi ha una pantalla fluorescent que és com una pantalla de televisió antiga.

Es passa un corrent elèctric a través del filament i comença a brillar. Al mateix temps, connecteu el filament i la pantalla fluorescent juntament amb una font elèctrica.

Això posa un camp elèctric entre la pantalla i el filament, i si la pantalla és positiva, els electrons del filament fluiran cap a la pantalla fent-li brillar.

(És difícil explicar com es connecta sense dibuixar una imatge! Penseu en això, ja que el filament està connectat a una bateria; brillarà igual que una bombeta però no tan brillant. A continuació, connecteu una segona bateria amb el (+) terminal connectat a la pantalla i el terminal (-) connectat al filament. En realitat, el poder ha de ser molt elevat, però usareu electricitat de xarxa convertida en DC

Quan Thomson va començar el seu treball, la resplendor observada a la pantalla era misteriosa i ningú sabia què era. Sabien que un tipus de raig provenia del càtode (filament) i que hi havia un tipus de càrrega negativa del càtode també perquè un corrent elèctric circulava al circuit entre la pantalla i el càtode.

En el primer experiment de Thomson, volia veure si podia separar la càrrega negativa dels raigs. Sabia que els objectes carregats elèctricament poden ser desviats pels imants (Michael Faraday ho va descobrir i és la seva teoria de l’electromagnetisme).

Thomson va instal·lar el seu tub de raigs catòdics, però va col·locar un imant sobre el camí dels rajos. Va descobrir que els raigs estaven doblats i que la càrrega negativa es reduïa exactament igual.

En el seu segon experiment volia veure si els raigs es flexionaven en presència d’un camp elèctric, que és el que esperaria per a una partícula carregada. Va trobar que els raigs es van doblegar, i en la direcció que s'esperava per un càrrec negatiu. Això és important, ja que mostra que els raigs no són els mateixos que un feix de llum. La llum no es doblega per camps elèctrics o magnètics.

En el seu tercer experiment volia veure si podia mesurar la relació de massa a càrrega (massa dividida per la quantitat de càrrega). Per fer-ho, va mesurar fins a quin punt el raig es va desviar per un camp magnètic. Va descobrir que la relació entre massa i càrrega era superior a mil vegades menor que la d'un ion d'hidrogen (H +), suggerint que les partícules eren molt lleugeres o molt carregades.

De fet, són molt lleugeres i porten la mateixa quantitat de càrrega que el ion d’hidrogen, però exactament el contrari perquè són negatives.