العالم الذي اكتشف الإلكترون، اكتشفه الفيزيائي البريطاني جوزيف جون طومسون. في بعض خصائص الإلكترون، من المتوقع أن يكون هذا العالم أصغر بألفي مرة من أيون الهيدروجين، حيث أن الإلكترونات هي أخف جزء لديه. وقد أدى التعرف على الإلكترون إلى شرح طريقة لفهم طبيعة الكهرباء والتركيب الذري للمادة ..
العالم الذي اكتشف الإلكترون
يمكن تعريف الإلكترون على أنه جسيم كروي يتكون من ذرة واحدة ويحمل شحنة كهربائية سالبة، ولم يكن معروفًا أنه يحتوي على مكونات وجسيمات أصغر واعتبرت الجسيمات أولية والإلكترون له كتلة تعادل حوالي 1/1836 من تسمى كتلة البروتون والجسم المضاد للإلكترون بوز نيوترون، والذي يتطابق مع الإلكترون ولكنه عكسه بشحنات كهربائية وشحنات أخرى، وعندما يصطدم هذا الإلكترون مع الإيترون العظمي، فإنه يتشتت أو يقضي على بعضهما البعض، والتي يمكن أن تؤدي إلى زوج أو أكثر من فوتونات أشعة جاما، وتنتمي هذه الإلكترونات إلى الجيل الأول من عائلة ليبتون من الجسيمات وتساهم في وجود الإلكترونات في القوة الأساسية، وهي الجاذبية والقوة النووية الضعيفة.
اكتشاف الإلكترون بواسطة طومسون
حيث اعتقد البعض أن اكتشاف طومسون للإلكترون كان مثيرًا للجدل في البداية، ولكن بعد ذلك تم قبول اكتشافه تدريجيًا من قبل العديد من العلماء، أجرى هذا العالم العديد من التجارب باستخدام أنابيب أشعة الكاثود، والتي أصبحت جزيئاتها تعرف بالإلكترونات، وفيما يلي كيف اكتشف هذا العالم الإلكترونات
- بدأ العالم طومسون بتجربة أنابيب أشعة الكاثود في أواخر القرن التاسع عشر، واستندت التجربة إلى تكوين أشعة في القطب السالب (القطب الشمالي) وتمرير تلك الأشعة عبر شق عند الصعود (القطب الجنوبي)، ثم انحرفت الأشعة. من الصفيحة الكهربائية سالبة الشحنة إلى الشحنة الموجبة للوحة الكهربائية، حيث تمكن العالم طومسون بعد ذلك من تحديد نسبة الكتلة إلى شحنة الجسيمات من خلال كمية الأشعة التي ينحرف عنها المجال المغناطيسي.
- أظهر العالم طومسون لوحين كهربائيين بشحنات متعاكسة من أجل دراسة خصائص الجسيمات، حيث لاحظ العالم انحراف أشعة الكاثود من القطب السالب الشحنة ووجه الأشعة نحو الصفيحة الموجبة الشحنة، مما يدل على أن الأشعة كاثود يتكون من جزيئات سالبة الشحنة.
- ثم وضع العالم طومسون مغناطيسًا عند كل طرف من طرفي الأنبوب، حيث لاحظ أن أشعة الكاثود تنحرف عن المجال المغناطيسي.
- واصل العالم طومسون تكرار تجربته باستخدام العديد من المعادن المختلفة كمواد قطب كهربائي ولاحظ في أشعة الكاثود أنها ظلت ثابتة بغض النظر عن المادة التي صنع منها الكاثود.
مكونات أنبوب أشعة الكاثود
يتكون أنبوب الإشعاع من عدة أجزاء، وهذه الأجزاء هي
- أنبوب فراغ زجاجي.
- الارتفاع (القطب السالب)
- كاثود (قطب موجب)
- مولد قاعدة الإلكترون الذي ينتج حزمة إلكترونية.
- شاشة مغطاة بمادة فسفورية
التأثير على اكتشاف الإلكترون
حيث قدمت مساهمات طومسون فهمًا متطورًا لطبيعة الوظائف الكهربائية، مما جعل التقدم التكنولوجي أسهل وأسرع، حيث سمحت الأبحاث في عصره لتومسون باختراع وتطوير التلغراف اللاسلكي، وفي اختراع التلفزيون وتطوير تكنولوجيا الرادار، ونجح طومسون خلال بحثه في استنتاج أن الراديو يتكون من طبيعة الأثير الكهرومغناطيسي، وفيما يتعلق بالتلفزيون، فإنه يعتمد على أنابيب أشعة الكاثود التي يتم توجيه إلكترونات الحزمة إليها نحو الشاشات.
في الختام أجبنا على سؤال العالم الذي اكتشف الإلكترون، وحددنا الإلكترون وشرحنا كيف اكتشف العالم طومسون الإلكترون ونتائج اكتشاف الإلكترون والكثير من المعلومات المفيدة للطلاب والباحثين.