聊粒子-原子电子的发现

14 1月

人类抬头看天时思索宇宙能有多大,低头看地时思索粒子能有多小。

最早提出原子论的是英国化学家道尔顿(1766-1844),他认为“原子”是一切化学变化中是不可再分的最小单位,所以原子是组成物质世界的最小颗粒。

道尔顿也因此被称为近代原子论之父。

道尔顿只是提出了原子的概念,直到1908年法国物理学家让.佩兰(1870-1942)通过实验才真正证明了原子是真实存在的。让.佩兰也因此获得1926年的诺贝尔物理学奖

道尔顿提出原子论后,直到1897年英国物理学家约瑟夫.约翰.汤姆森(1856-1940),也称为JJ汤姆森,发现了比原子更小的电子,人们才知道原子远不是最小的物质单元。

JJ汤姆森大学读的是英国剑桥大学数学系,毕业后留在了卡文迪许实验室。

卡文迪许实验室是明星般的实验室,第一任主任是麦克斯韦,一手建立了电磁学,提出麦克斯韦方程式,大神级的人物。

第二任主任是瑞利勋爵,发现了惰性气体,获得了1904年诺贝尔物理学奖。在黑体辐射问题上,研究出了瑞利公式,启发了普朗克,最终开创出量子物理。为了纪念瑞利,月亮,火星上两个环形山都命名为瑞利,还有个小行星也被命名为瑞利星。也是大神级的人物。

当时瑞利勋爵想退休,就慧眼识珠,推荐年仅28岁的JJ汤姆森做卡文迪许实验室的第三任主任。因为卡文迪许实验室确实名气太小,让初出茅庐的28岁的小伙子当第三任主任,肯定会引起很大的争议。所以就找了三位评委,评审一下JJ汤姆森。

三位评委分别是流体力学权威,提出了斯托克斯方程的斯托克斯(1819-1903)。热力学权威开尔文(1824-1907),能把自己名字变成单位,这种人的牛逼程度已经无法用言语表达了。天体力学家建立了潮汐摩擦理论的达尔文(1845-1912),他老爸是我们熟悉的提出《进化论》的达尔文。

28岁的JJ汤姆森最终通过了评审,成功当选卡文迪许实验室的第三任主任。

当选后果然不负众望,在1897对阴极射线管研究后,证明了阴极射线就是带负电的粒子束。这个粒子带负电,质量仅仅是最轻的氢原子(氢原子就一个质子,一个电子)质量的2000分之一。

所以JJ汤姆森就猜测人们认为原子是不可再分的最小单元的认知是错误的,将这种比原子小的多,带负电的粒子,命名为“电子”。JJ汤姆森也因此获得了1906年诺贝尔物理学奖

电子是人类发现的第一个真正意义上的最基本的不可再分的粒子。质量是9.109*10^-31千克,电量1.602*10^-19库仑,体积小到至今不知道电子体积的下限在哪里。电子是真的不可再分,起码到目前为止是这样的。

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