کشف الکترون چگونه و توسط چه کسی صورت گرفت؟
در انتهای قرن نوزدهم فیزیکدانها مفتون پرتوهای اسرار آمیز کاتدی شده بودند. سؤال اساسی این بود که ماهیت این پرتوهای اسرارآمیز چیست؟
در آن زمان برخی فیزیکدانها تصور می‌کردند که این پرتوها باید نوعی نور باشند چراکه آن‌ها بسیاری از ویژگی‌های امواج نور نظیر انتشار در مسیر مستقیم، توانایی ایجاد تغییرات شیمیایی در مواد، توانایی ایجاد درخشش فلوئورسانس و … را دارا بودند.
از آنجایی که براساس نظریه الکترومغناطیس ماکسول مشخص شده بود که امواج نور هم نوعی از امواج الکترومغناطیسی هستند؛ بنابراین شاید پرتوهای کاتدی، بخشی از امواج الکترومغناطیسی با بسامدی بسیار بالاتر از نور مرئی بودند.بحث بر سر ماهیت پرتوهای کاتدی نزدیک به سی سال تمام همچنان ادامه پیدا کرد تا اینکه سرانجام در سال ۱۸۹۷ میلادی یک فیزیکدان برجسته انگلیسی به نام سر جوزف تامسون پس از انجام سلسله آزمایشاتی فیزیکدان هارا قانع کرد که این پرتوها در واقع نوعی ذرات باردار منفی هستند؛ ذراتی که در تمامی انواع اتمهای ماده وجود دارند و بخشی از ساختار اساسی ماده را تشکیل می‌دهند.
تامسون در آزمایشات خود، پرتوهای کاتدی را از میان یک میدان مغناطیسی عبور داد و مشاهده کرد که مسیر این پرتوها هنگام عبور از میدان مغناطیسی تغییر می‌کند. این در حالی بود که اگر این پرتوهانوعی از نور بودند نباید به واسطه میدان مغناطیسی منحرف می‌شدند. ضمنا جهت انحراف این پرتوهانشان می‌داد که باید بار الکتریکی منفی داشته باشند. تامسون آزمایشات خود را با لامپ‌های کاتدی مختلفی تکرار کرد و کاتدهایی با جنس‌های مختلف را که از مواد متفاوتی تشکیل شده بودند در این آزمایشات به کار گرفت اما در کمال شگفتی، نتیجه همواره یکسان بود. بنابراین تامسون نتیجه گرفت که ذرات باردار منفی تشکیل دهنده پرتوهای کاتدی در تمامی انواع ماده – به طور مستقل از نوع و جنس ماده – وجود دارند و بنابراین باید بخشی از ساختار تمامی انواع اتمهای ماده را تشکیل دهند. اکنون می‌دانیم که این ذرات باردار منفی – که امروزه الکترون نامیده می‌شوند – نه تنها یکی از ذرات بنیادین تشکیل دهنده اتم‌ها هستند بلکه نقشی اساسی هم در تمامی رفتارهای الکتریکی، گرمایی، شیمیایی و تابشی ماده ایفا می‌کنند، نقشی که اهمیت فوق العاده آن با پیشرفت فیزیک اتمی و فیزیک ماده چگال در نیمه اول قرن بیستم مشخص شد.
منبع: شماره 80 مجله دانستنیها
