Всего за 3200 руб. Купить полную версию
В 1874 году ирландский физик Д. Стоней выступил в Белфасте с докладом, в котором использовал законы электролиза Фарадея как основу для атомарной теории электричества. По величине полного заряда, прошедшего через электролит, и довольно грубой оценке числа выделившихся на катоде атомов водорода Стоней получил для элементарного заряда число порядка 1020 Кл (в современных единицах). Этот доклад не был полностью опубликован вплоть до 1881 года, когда немецкий ученый Г. Гельмгольц в одной из лекций в Лондоне отметил, что если принять гипотезу атомной структуры элементов, нельзя не прийти к выводу, что электричество также разделяется на элементарные порции или «атомыэлектричества». Этот вывод Гельмгольца, по существу, вытекал из результатов Фарадея по электролизу и напоминал высказывание самого Фарадея.
В 1891 году Д. Стоней, который поддерживал идею, что законы электролиза Фарадея означают существование естественной единицы заряда, ввел термин «электрон» следующим образом:
«При электролизе каждой химической связи, которая разрывается, присуще определенное количество электричества, одинаковое во всех случаях Заряд такой величины связан в химическом атоме с каждой связью Эти заряды, которые будет удобно называть электронами, не могут быть отделены от атома; они не проявляют себя, если атомы находятся в химическом соединении».
Идеи Д. Стонея обогнали свое время и оказались не только не востребованными современниками, но и не понятыми ими.
Значимость его результатов в следующем. Д. Стоней ввел в научный обиход термин «электрон», под которым понимался носитель электрического заряда неустановленной физическойприроды (структуры) эквивалентный электрическому заряду, переносимому одновалентным ионом.
В 1892 году Х. А. Лоренц дал первую формулировку своей электронной теории. Электронная теория Лоренца представляет собой максвелловскую теорию электромагнитного поля, дополненную представлением о дискретных электрических зарядах (электронах), как основе строения вещества, под которыми он понимал все заряженные частицы (положительные и отрицательные).
Таким образом, используя термин «электрон» Лоренц вводит новое содержание в его понятие, отличное от понятия, предложенного Д. Стонеем.
В 1899 году Э. Резерфорд опубликовал свои исследования, в которых он дифференцировал радиоактивное излучение на три компонента: альфа, бета и гамма-лучи. Он обнаружил, что излучение содержит один положительно заряженный компонент альфа, отрицательно заряженный компонент бета, и нейтральный компонент гамма.
В 1901 году А. Беккерель измерил отношение величины электрического заряда к массе у β-частиц и установил, что оно такого же порядка, как и для частиц катодных лучей. Он показал, что бета-частицы это частицы больших энергий, движущиеся с очень большой скоростью.
В 1911 году на основании анализа и статистической обработки результатов экспериментов по рассеиванию альфа-частиц в тонкой золотой фольге, выполненных Гейгером и Марсденом в 1909 году, Э. Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели атом состоит из очень маленького положительно заряженного ядра, содержащего большую часть массы атома, и обращающихся вокруг него лёгких электронов.
Представленная хронология научных открытий конца ХIХ и начала ХХ века демонстрирует прежде всего трансформацию физического смысла термина «электрон» носителя электрического заряда, неустановленной физической природы и структуры, в электрон элемент электрического атома вещества.
В 1838 году Фарадей, пропуская ток от электростатической машины через стеклянную трубку с воздухом при низком давлении, наблюдал фиолетовое свечение, исходящее из положительного электрода (анода). Это свечение распространялось почти до самого отрицательного электрода (катода) на другом конце трубки. Между светящимся катодом и фиолетовым свечением, исходящим из анода, он обнаружил темное пространство, которое теперь называют «фарадеевым темным пространством».