Electron được ai tìm ra? Electron được tìm ra như thế nào?

Electron mà chúng ta sử dụng ngày nay đã được tìm ra hơn 100 năm. Bài viết dưới đây sẽ tổng hợp kiến thức về việc Electron được ai tìm ra? Electron được tìm ra như thế nào và bản chất của electron.

1. Electron được ai tìm ra?

Electron được tìm ra bởi J.J. Thomson (Tôm-xơn, người Anh) vào năm 1897.

J.J. Thomson (J.J. Tôm – xơn), nhà vật lí người Anh, được trao giải thưởng Nobel (Nô-ben) Vật lí vào năm 1906 vì đã phát hiện ra một loại hạt cơ bản tạo nên nguyên tử, đó là electron.

Vào ngày 30/4/1897, nhà vật lý người Anh J.J. Thomson tuyên bố khám phá rằng nguyên tử được tạo nên từ các thành phần nhỏ hơn. Phát hiện này đã cách mạng hóa cách mà các nhà khoa học nghĩ về nguyên tử, đồng thời tạo ra sự phân nhánh lớn trong ngành vật lý. Mặc dù Thompson gọi chúng là “hạt” (corpuscle), những gì ông tìm thấy ngày nay thường được gọi là điện tử (electron).

Ngoài việc giành giải Nobel của riêng mình, Thomson cũng đã làm việc với sáu trợ lý nghiên cứu, những người sau đó cũng giành giải Nobel Vật lý, và hai người khác nữa, bao gồm cả Rutherford, sau đó giành giải Nobel Hóa học.

2. Electron được tìm ra như thế nào?

- Năm 1897, Thomson khi nghiên cứu hiện tượng phóng điện trong chân không đã phát hiện ra tia âm cực.

- Thomson cho phóng điện với hiệu điện thế 15K V qua hai điện cực gắn vào đầu một ống kín đã rút gần hết không khí (áp suất chỉ còn 0,001 mmHg) thì thấy màn huỳnh quang trong ống thuỷ tinh phát sáng. Màn huỳnh quang phát sáng do sự xuất hiện các tia không nhìn thấy được đi từ cực âm đến cực dương. Tia này được gọi là tia âm cực, tia âm cực bị lệch về phía cực dương khi đặt ống thuỷ tinh trong một điện trường.

- Tia âm cực là chùm hạt mang điện tích âm và mỗi hạt đều có khối lượng gọi là electron, kí hiệu là e.

-  Khối lượng và điện tích của electron

+ Khối lượng: m_e=9,1094.10⁻³¹kg_me=9,1094.10⁻³¹kg

+ Điện tích: q_e=−1,602.10⁻¹⁹C(Culông)=1−(đơn vị điện tích âm)=−e₀(e₀:điện tích đơn vị)

+ Năm 1911, E.Rutherford (Rơ-dơ-pho, người Anh) đã chứng minh rằng:

+ Nguyên tử có cấu tạo rỗng, phần mang điện tích dương là hạt nhân có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử.

+ Xung quanh hạt nhân có các electron chuyển động rất nhanh tạo nên lớp vỏ nguyên tử.

+ Khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân (vì khối lượng ee rất nhỏ).

3. Bản chất của electron

Bản chất của electron thực ra hơi khác so với những gì Thomson tưởng tượng. Nó hoạt động giống như hạt trong một số điều kiện và giống như sóng ở các điều kiện khác – một hiện tượng không được giải thích cho đến khi lý thuyết lượng tử ra đời. Các nhà vật lý cũng phát hiện electron chỉ là thành viên phổ biến nhất trong số các hạt cơ bản khác trong tự nhiên.

Các thí nghiệm của Thomson cho thấy chúng có một tỉ số điện-tích-trên-khối-lượng rất lớn, tức là các tiểu thể hoặc có khối lượng ngang với khối lượng của một nguyên tử hydrogen và có điện tích rất lớn, hoặc chúng có điện tích ngang với một nguyên tử hydrogen ion hóa và một khối lượng rất nhỏ. Trong khi các phép đo của Thomson còn nhập nhằng ở chuyện này, thì những phép đo trước đó bởi nhà vật lí người Đức Phillipp Lenard về mức đâm xuyên của tia cathode trong chất khí cho thấy lời giải khối lượng thấp là có khả năng hơn.1 Tất nhiên, ngày nay chúng ta biết rằng electron và proton có điện tích bằng nhau và khối lượng rất khác biệt. Khối lượng của proton vào khoảng 1836 lần khối lượng của electron.

Thomson phát hiện electron, nhưng tên gọi được đặt bởi G. Johnstone Stoney vào năm 1891 để mô tả đơn vị điện tích quan sát thấy trong các thí nghiệm sinh ra dòng điện trong các hóa chất. Mô hình nguyên tử của Thomson, gồm các electron tích điện âm và có khối lượng lớn dìm bên trong một trường tích điện dương, không khối lượng, được gọi là mô hình “bánh bông lan rắc nho” của nguyên tử. Nhưng mô hình ấy không tồn tại được lâu.

Công trình nghiên cứu của Thomson khiến ông được công nhận là “cha đẻ của electron”. Đó là nền tảng cho nhiều nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm quan trọng khác trong tương lai, đồng thời mở ra góc nhìn mới về cấu tạo của nguyên tử. Những hiểu biết về tính chất và đặc điểm của electron giúp con người phát triển nhiều công nghệ hiện đại sau này, bao gồm hầu hết các thiết bị tính toán, truyền thông và giải trí.