从阴极射线到电子

黄 东

(河南开放大学信息工程学院 河南 郑州 450046)

1 在放电管中发现阴极射线

19世纪中叶，电磁学的唯像理论已经被法拉第、麦克斯韦等这样的物理大家网罗殆尽，但是大家还不知道电子是何物.1859年波恩大学的物理系教授普吕克(J· PLücker )用盖斯勒制作的放电管放电时在阳极后面的玻璃管壁上出现了一种浅绿色的光芒，用磁铁靠近还会看到绿光也随之晃动.他直观感觉这绿光是从阴极发出的某种辐射造成的，称其为阴极射线，引起了学术界的极大关注.

1869年约翰·希托夫(J.W.Hittorf )想到要设法将阴极和阳极间的电流与阴极射线区分开来，他将放电管的阳极和阴极垂直摆放，放电时观察到阴极直对的管底上出现了光影，这表明阴极射线像光一样是直线传播的，这样的管子叫希托夫管,如图1所示.

图1 希托夫管

1875年英国化学家兼物理学家威廉·克鲁克斯(W.Crookes) 展示了他自己制作的新型放电管，在管内阳极的位置他放了一个云母片做的马耳他十字架，加上高压时管底上就出现十字架的阴影，后来称其为克鲁克斯管或克鲁克斯-希托夫管,如图2所示.

图2 克鲁克斯管

2 佩林实验确定阴极射线是带负电的粒子

为检验放电管中阳极周围的阴极射线是不是电荷，1895年法国物理学家佩林(J.Perrin)将阳极做成圆筒状，将一个小的法拉第圆筒作为内筒嵌入放电管的阳极中(图3)[1]，阳极接地并与法拉第圆筒绝缘，当阴极射线射入内筒时与其相连的验电器检测到电压的突变……