Wie lautet das Fazit des Kathodenstrahl-Experiments?

Seine Experimente wurden alle mit einer sogenannten Kathodenstrahlröhre durchgeführt. Zuerst möchte ich versuchen zu erklären, was dies ist und wie es funktioniert.

Eine Kathodenstrahlröhre ist eine hohle, versiegelte Glasröhre, die unter Vakuum steht (nachdem die gesamte Luft aus dieser abgesaugt wurde).

An einem Ende befindet sich ein elektrischer Faden (der in diesem Experiment eigentlich als Kathode bezeichnet wird), genau wie derjenige in einer Glühbirne. Am anderen Ende ist ein fluoreszierender Bildschirm, der einem alten Fernsehbildschirm gleicht.

Sie leiten einen elektrischen Strom durch den Faden und er beginnt zu glühen. Gleichzeitig verbinden Sie den Leuchtkörper und den Leuchtschirm zusammen mit einer elektrischen Quelle.

Dadurch wird ein elektrisches Feld zwischen dem Bildschirm und dem Faden gelegt. Wenn der Bildschirm positiv ist, strömen Elektronen aus dem Faden in Richtung des Bildschirms und lassen ihn leuchten.

(Es ist schwer zu erklären, wie das Kabel verdrahtet wird, ohne ein Bild zu zeichnen!) Stellen Sie sich vor, der Faden ist an eine Batterie angeschlossen - er leuchtet wie eine Glühbirne, aber nicht so hell. Sie verbinden dann eine zweite Batterie mit (+)) Anschluss an den Bildschirm und den (-) Anschluss an den Faden. In der Realität muss die Leistung jedoch sehr hoch sein, sodass Sie Netzstrom verwenden, der in Gleichstrom umgewandelt wird

Zu dem Zeitpunkt, als Thomson mit seiner Arbeit begann, war der auf dem Bildschirm beobachtete Schein geheimnisvoll und niemand wusste, was es war. Sie wussten, dass eine Art Strahl von der Kathode (Filament) kam und dass auch eine Art negative Ladung von der Kathode abgegeben wurde, weil in der Schaltung zwischen dem Schirm und der Kathode ein elektrischer Strom floss.

In Thomsons 1. Experiment wollte er sehen, ob er die negative Ladung von den Strahlen trennen kann. Er wusste, dass elektrisch geladene Objekte von Magneten abgelenkt werden können (Michael Faraday entdeckte dies und ist seine Theorie des Elektromagnetismus).

Thomson richtete seine Kathodenstrahlröhre auf, platzierte jedoch einen Magneten über dem Strahlengang. Er fand heraus, dass die Strahlen gebogen waren und die negative Ladung genauso gebogen war.

In seinem zweiten Experiment wollte er sehen, ob sich die Strahlen in Gegenwart eines elektrischen Feldes verbiegen, wie man es von einem geladenen Teilchen erwartet. Er fand, dass die Strahlen tatsächlich gebogen wurden und in die Richtung, in der eine negative Ladung erwartet wurde. Dies ist wichtig, da es zeigt, dass die Strahlen nicht mit einem Lichtstrahl identisch sind. Licht wird nicht durch elektrische oder magnetische Felder gebogen.

In seinem dritten Experiment wollte er sehen, ob er das Verhältnis von Masse zu Ladung (Masse geteilt durch Ladungsmenge) messen konnte. Dazu maß er, wie weit der Strahl durch ein Magnetfeld abgelenkt wurde. Er fand heraus, dass das Masse-Ladungs-Verhältnis mehr als tausendmal niedriger war als das eines Wasserstoffions (H +), was darauf hindeutet, dass die Teilchen sehr leicht oder sehr hoch geladen waren.

Sie sind tatsächlich sehr leicht und tragen die gleiche Menge an Ladung wie das Wasserstoffion, aber genau umgekehrt, weil sie negativ sind.