1897年10月：电子的发现.PDF

本月物理史 ／ 譯 蕭如珀、楊信男 1897 年 10 月：電子的發現 〈譯自APS News ，2000 年 10 月〉 湯木生〈Joseph John Thomson 〉為了要找出神 秘陰極射線的真正本質，他將過去的實驗加以改良， 設計出新的實驗，其中有三個得到了確切的結論：第 一，不同於 Jean Perrin 於 1895 年所做的一個關鍵 性實驗，湯木生建造了一個陰極線管〈圖 1 〉，其中 二個金屬圓柱各有一狹縫，長圓柱的後端接著一個靜 電計。此實驗的目的是要確立若以一磁鐵將射線彎 曲，是否可以將電荷從射線中分離出來。因為湯木生 無法將電荷分離出來，所以他下結論說，負電荷和陰 極射線不知為何合在一起了。 Joseph John Thomson 19 世紀中葉的科學家在巡迴各地演講時，都會用 一個被認為是霓虹燈始祖的裝置來取悅觀眾。他們會 取出一個兩端都嵌有電線的玻璃管，將管內大部分的 空氣抽出，並加上高壓，這樣玻璃管內就會閃出可愛 的螢光圖案。科學家原本認為霓虹光是陰極放出的某 些射線所產生的，但最後是由一位在劍橋大學卡文狄 希實驗室的英國教授所做的基本研究解開了此謎底。 蕭如珀 自由業 楊信男 台灣大學物理系 圖 1：湯木生的第一個實驗 E-mail：snyang@.tw ■584■ 物理雙月刊(卅一卷五期) 2009 年十月 本月物理史 由於所有先前要用電場將陰極射線彎曲的試驗 Stoney 所創造出來的用詞，用來表示實驗中所發現 都失敗了，所以湯木生在第二個關鍵性實驗中設計了 通 過 化 學 品 電 流 的 電 荷 單 位 ， 愛 爾 蘭 物 理 學 家 一個新方法。由於帶電的粒子通過電場時會彎曲，但 George Francis Fitzgerald 於 1897 年建議將它應用 若被導電的物質包圍時就不會，因此湯木生認為那些 到湯木生的「微粒」上。〉2 ，這些微粒是原子的組 管內殘留的微量氣體已經被陰極射線轉變成了導電 成要素。3 這些微粒是組成原子的唯一要素。 體，所以他設法將管內的氣體全都抽出來，來測試他 湯木生的假設遭到他同事的強烈質疑，事實上有 的假設。在此情形下，陰極射線果然都會因電場而彎 一位傑出的物理學家在皇家學院聽過湯木生的演 曲。湯木生從這兩個實驗的結果下結論說：「我從結 講，幾年後他承認他當時一直相信湯木生是在「開他 果看出，陰極射線一定是帶負電荷的質點物體，這是