湯姆遜的放電管實驗裝置

㈠ 電子是如何發現的

電子是在1897年由劍橋大學卡文迪許實驗室的約瑟夫·約翰·湯姆森在研究陰極射線時發現的。

1897年，英國劍橋大學卡文迪許實驗室的約瑟夫·約翰·湯姆森重做了赫茲的實驗。使用真空度更高的真空管和更強的電場，他觀察出負極射線的偏轉，並計算出負級射線粒子（電子）的質量-電荷比例，因此獲得了1906年的諾貝爾物理學獎。

湯姆遜採用1891年喬治·斯托尼所起的名字——電子來稱呼這種粒子。至此，電子作為人類發現的第一個亞原子粒子和打開原子世界的大門被湯姆遜發現了。

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1、電子的應用

電子的應用領域很多，像電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等等。在實驗室里，精密的尖端儀器，像四極離子，可以長時間約束電子，以供觀察和測量。大型托卡馬克設施，像國際熱核聚變實驗反應堆，借著約束電子和離子等離子體，來實現受控核聚變。

在一次美國國家航空航天局的風洞試驗中，電子束射向太空梭的迷你模型，模擬返回大氣層時，太空梭四周的游離氣體。

2、電子的發現過程

19世紀末，許多科學家都研究陰極射線。原因是對它的本質還沒搞清。這么多的科學家研究陰極射線，為什麼他們不能發現陰極射線是帶負電的顆粒呢？原因是，只要在陰極射線管內有一定的氣體，當陰極射線通過時，這些氣體就變成導體而使陰極射線受到屏蔽，令它不受電場或磁場的影晌。

1897年湯姆森把陰極射線管內抽到殘留的氣體很少，當陰極射線通過時把原來過多氣體變成導體的屏蔽效應消除。他就可以看見陰極射線受到磁場（電場）的偏轉。這表示陰極射線是帶負電的粒子。這樣，湯姆森研究陰極射線實際就是研究帶負電顆粒的遠動。

1899年湯姆森從電（磁）場的強度，顆粒運動的速度和偏轉的角度，就可以測出電子的質量以及它所帶的電荷。湯姆森得出結論是，他所發現的帶負電的顆粒比最輕的原子都要輕一千倍，它是原子的組成元素。後來，科學家把它稱為電子。湯姆森提出，電子是分布在正電的海中的「葡萄乾布丁」原子模型。