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摘自清尉園http://vm.nthu.edu.tw/science/shows/nuclear/atom/at1.html


  在1884年湯姆生年僅28歲,就擔任英國劍橋大學卡文的斯(Cavendish)實驗室的主任。這位被稱為「年輕小伙子」自己也感到十分驚訝,想不到這位年輕人卻使設備簡陋的實驗室轉變成為世界上最負盛名的實驗核子物理重鎮。

  湯姆生和他的學生拉塞福是最早證實空氣被X射線游離。從這游離現象推導出游離輻射 (放射線),也就是由原子釋出能量範圍廣大的電磁波和粒子輻射。湯姆生最負盛名的貢獻是探討陰極射線的性質,也就是電子的性質。他藉著電場以偏轉陰極射線;在過去是用磁場使它子偏轉。他終於證實電子為帶負電的粒子。接著他又測定電子的質量,約為氫原子核的二千分之一。在當時它子是被視為最小的粒子。

  電子是屬於次原子級的粒子,湯姆生是證明次原子級粒子存在的第一位,從此打開了次原子級的門戶,導致他的高足拉塞福在核子物理領內的貢獻。後來湯姆生證實電子和物質相互作用的結果會產生X射線,而X射線和物質相互作用的結果卻會產生電子。

  第一個原子模型也要歸功於湯姆生,也就是聞名的「葡萄乾布丁模型」。他繪出原子為一球形,充滿了正電荷,同時也有相同數目的負電荷(電子)。在1906年湯姆生因在電子和氣體導電兩方面的卓越成就,獲得諾貝爾物理獎。

 

 


 

以下摘自http://www.mr-wang.idv.tw/men/m022.htm

 湯姆生(J. J. THompson) 1897年第一個發現電子的人。

    一八九九年九月,湯木生在英國科學振興協會發表「關於質量比原子還小的東西的存在」這篇論文。電子的存在就是出自這篇論文成為事實。

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    真空放電的研究成為發現電子的契機。之後,科學家們正式開始研究電子。後來在一八七六年,德國的物理學家,普立卡發現了陰極射線。給它起名為陰極射線的是哥爾特斯坦,是一八七六年的事。當時,學術界分為兩派,把陰極射線視作電磁波的一派和視作粒子的另一派。到了一八九四年,湯木生查明陰極射線的速度只有光速的千分之一以下。因此,電磁波的可能性減少。

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    一八九七年,湯木生公開發表陰極射線可能是由荷電粒子所構成,而那些粒子此原子還小。他是從陰極射線會通過很薄的金箔這個事實想到陰極射線的粒子比原子還小的。他進而再做兩個實驗。一個是「電荷質量比(粒子的質量和電荷之比)」的測量。另一個是證明陰極射線確實是運送電荷。

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    接下來,湯木生開始做陰極射線會被靜電場改變方向的實驗。赫茲曾經也做過這種實驗,沒有成功。湯木生事先已知道由X光產生的電離現象,所以認為失敗的原因在陰極射線的電離,而改良了真空的程度。與其他資料一起,這個實驗證明了陰極射線確實會改變方向。到此,湯木生才能算出電荷比。改換氣體的種類及電極的金屬做同樣的實驗,所得的答案都一樣。當時,他以為電荷太大致使電荷質量比才只有氫離子的大約千分之一那麼小。

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    羅倫茲也試過決定電子的電荷的工作。湯木生直接去研究用光照射時會從金屬表面跳出來的荷電粒子(電子)。結果,那些荷電粒子的電荷比也跟陰極射線相同。綜合上面的研究結果,於一八九九年,湯木生證明了電子確實存在。

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    他也提出一個原子模型。他的模型是電子在分佈均勻的正電荷內振動。以古典物理學來說,這種模型容易測出振動的周期,非常方便。可是自然沒有那麼單純,所以後來大家沒有採用這種模型。今天大家所承認,以原子核為中心的原子模型卻是由他的學生拉塞福及波爾導出來的。

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<<資料提供︰老王育樂館>>   

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