Wat zijn de conclusies van het kathodestraal-experiment?

Wat zijn de conclusies van het kathodestraal-experiment?
Anonim

Zijn experimenten werden allemaal uitgevoerd met wat bekend staat als een kathodestraalbuis, dus eerst zal ik proberen uit te leggen wat dit is en hoe het werkt.

Een kathodestraalbuis is een hol gesoldeerde glazen buis die onder vacuüm staat (waar alle lucht uit is gezogen).

Aan de ene kant zit een elektrische gloeidraad (die in dit experiment eigenlijk de kathode wordt genoemd), net als in een gloeilamp. Aan de andere kant bevindt zich een fluorescerend scherm dat lijkt op een ouderwets tv-scherm.

Je passeert een elektrische stroom door de gloeidraad en deze begint te gloeien. Tegelijkertijd verbindt u de gloeidraad en het fluorescerende scherm samen met een elektrische bron.

Dit plaatst een elektrisch veld tussen het scherm en de gloeidraad - en als het scherm positief is, dan zullen elektronen van de gloeidraad naar het scherm stromen, waardoor het gloeit.

(Het is moeilijk uit te leggen hoe het is aangesloten zonder een foto te tekenen! Zie het als het gloeilichaam dat is aangesloten op een batterij - het gloeit net als een gloeilamp maar niet zo fel.) Vervolgens sluit je een tweede batterij aan op de (+) terminal aangesloten op het scherm en de (-) aansluiting aangesloten op de gloeidraad.In werkelijkheid moet de stroom wel erg hoog zijn, dus je zou elektriciteit gebruiken die is omgezet naar DC

Toen Thomson zijn werk begon, was de op het scherm waargenomen gloed mysterieus en niemand wist wat het was. Ze wisten dat er een soort straal uit de kathode kwam (filament) en dat er ook een soort negatieve lading uit de kathode kwam, omdat er een elektrische stroom in het circuit tussen het scherm en de kathode stroomde.

In het eerste experiment van Thomson wilde hij zien of hij de negatieve lading uit de stralen kon scheiden. Hij wist dat elektrisch geladen objecten kunnen worden afgebogen door magneten (Michael Faraday ontdekte dit en is zijn theorie van elektromagnetisme).

Thomson richtte zijn kathodestraalbuis op, maar plaatste een magneet boven het pad van de stralen. Hij ontdekte dat de stralen gebogen waren en de negatieve lading precies hetzelfde gebogen was.

In zijn tweede experiment wilde hij zien of de stralen zouden buigen in de aanwezigheid van een elektrisch veld, wat is wat je zou verwachten voor een geladen deeltje. Hij vond dat de stralen inderdaad kromden en in de richting die verwacht werd voor een negatieve lading. Dit is belangrijk omdat het laat zien dat de stralen niet hetzelfde zijn als een lichtstraal. Licht wordt niet gebogen door elektrische of magnetische velden.

In zijn derde experiment wilde hij zien of hij de massa-naar-verhouding kon meten (massa gedeeld door hoeveelheid lading). Om dit te doen, meet hij hoe ver de straal werd afgebogen door een magnetisch veld. Hij vond dat de massa-tot-lading verhouding meer dan duizend keer lager was dan die van een waterstofion (H +), wat suggereert dat de deeltjes erg licht of zeer sterk geladen waren.

Ze zijn in feite heel licht en hebben dezelfde hoeveelheid lading als het waterstofion, maar precies omgekeerd omdat ze negatief zijn.