Thomson a fost obsedat de fizica experimentala. Posedat în cel mai bun sens al cuvântului. realizările științifice Thomson au fost foarte apreciate de către directorul Cavendish Laboratory tip Rayleigh. Lăsarea în 1884 ca director, el nu va ezita să recomande succesorul lui Thomson.
Din 1884-1919, Thomson a condus Laboratorul Cavendish. În acest timp, ea a evoluat într-un centru important al lumii fizicii, școala internațională de fizică. Aici au început calea lor științifică Rutherford, Bohr, Langevin si multe altele, inclusiv oamenii de știință români.
program de cercetare Thomson a fost larg: Probleme trecerea unui curent electric prin gaze, teoria electronică a metalelor, studiul naturii diferitelor tipuri de raze.
Apucați studiul razelor catodice Thomson în primul rând, a decis să testeze experimentele sale predecesorii au realizat abateri de raze câmpuri electrice au fost suficient de atent dacă livrate. El concepe un al doilea experiment, este proiectat pentru echipamente speciale, se monitorizează pentru îngrijirea onorare a comenzilor, iar rezultatul așteptat este evident.
În tubul, proiectat de Thomson, razele catodice atrase obedienti placa încărcată pozitiv și, evident, respins de negativ. Asta este, să se comporte ca befitted flux se deplasează rapid globulelor mici incarcate electric negativ. Un rezultat excelent!
El ar putea, desigur, a pus capăt tuturor disputelor cu privire la natura razele catodice. Dar Thompson nu a luat în considerare cercetările sale complet. Definirea natura razelor eficient, el a vrut să dea o cuantificare precisă a componentelor și corpusculii acestora.
Inspirat de succesul primului, el a proiectat un tub nou: catod accelerarea electrozi sub formă de inele și plăci, care pot fi alimentate de tensiune de deflexie. In peretele opus catod, a pus un strat subțire de strălucire capabilă substanță sub loviturile particulelor incidente. Rezultatul a fost strămoșul de tuburi de electroni, atât de familiar pentru noi în epoca de televiziune și radar.
Scopul experienței a fost ca Thomson să devieze un fascicul de câmp electric globulele și pentru a compensa acest câmp magnetic deviere. Concluzii la care a venit ca urmare a experimentului, au fost uimitoare. În primul rând, sa constatat că particulele se mișcă într-un tub cu viteze uriașe aproape de lumina. Și în al doilea rând, sarcina electrică pe unitatea de corpusculi de masă a fost fantastic de mare.
Care au fost aceste particule: atomi necunoscute care poartă sarcinile electrice enorme, sau particule minuscule cu greutate neglijabilă, dar cu o taxa mai mica? Mai mult, el a constatat că raportul dintre taxa specifică pe unitatea de masă este constantă, nu în funcție de semnalul audio de viteză a particulelor, audio din materialul catodic sau natura gazului, în care are loc evacuarea.
Această independență este alarmantă. Se pare că corpusculii erau niște particule de substanță universale, componente ale atomilor. „După o discuție lungă de experimente - scrie în memoriile sale, Thompson - sa dovedit că nu pot evita următoarele concluzii:
1. Ce atomi nu sunt inseparabile, deoarece poate fi rupt particule încărcate negativ sub acțiunea forțelor electrice, impactul particulelor în mișcare rapidă, lumină ultravioletă sau căldură.
2. Ce fac aceste particule sunt de greutate egale, transporta aceeași șarjă de energie electrică negativă de la orice fel de atomi care apar, și sunt componente ale tuturor atomilor.
3. Masa acestor particule este mai mică de o miime a atomului de hidrogen. Am numit initial aceste particule corpusculi, dar ele sunt acum menționate numele „electron“ mai adecvat.
Thomson setat la calcule. În primul rând, aceasta ar trebui să definească parametrii corpusculii misterioase, și apoi, probabil, să fie în măsură să decidă ce sunt. Rezultatele calculelor sunt prezentate: fără îndoială, particule necunoscute nu doar cele mai mici taxe electrice - atomii indivizibile de electricitate sau electroni.
Situația a fost mult mai gravă. Atomii naiperveyshie blocuri de materie, nu mai sunt elementare boabe rotunde, particule impenetrabile și indivizibile, fără structură internă.
Dacă s-ar putea scoate corpusculi încărcate negativ, prin urmare, reprezintă atomii au fost un fel de sistem complex, un sistem format din ceva încărcat cu energie electrică pozitivă și globulelor încărcați negativ - electroni. Noi am devenit acum vizibile, și în continuare, direcțiile cele mai necesare pentru cercetare viitoare.
În primul rând, desigur, era necesar să se stabilească taxa exactă și masa unui electron. Aceasta ar clarifica masa atomilor tuturor elementelor pentru a calcula masa moleculelor, pentru a face recomandări corectitudinea reacțiilor.
În 1903, în același laborator Cavendish la Thomson Harold Wilson a făcut o schimbare importantă în metoda lui Thomson. Într-un vas în care se produce o expansiune rapidă a aerului adiabatică ionizați, plăcile condensator plasate între care câmpul electric pot fi create și observate nori cad ca prezența câmpului precum și în absența acestuia.
măsurătorile Wilson a dat o valoare de 3,1 ca sarcina electronului înmulțit cu 10 la abs.el. putere zecea minus u Metoda lui Wilson a fost folosit de mulți cercetători, inclusiv studenții de la Universitatea din St. Petersburg Malikov și Alekseev. care a găsit o taxă egală cu 4,5 înmulțit cu 10 la abs.el. putere minus zecea u Acest lucru a fost cel mai mult se apropie de valoarea reală a rezultatului tuturor primite înainte de Milliken a inceput cu 1909 de ani de măsurători cu picături individuale.
Astfel, a fost descoperit și măsurat electron - un atom de particule universale. prima dintre descoperirile din fizica asa-numitele „particule elementare.“ Aceasta descoperire a permis fizicienilor, mai presus de toate, un nou mod de a pune problema studiului proprietăților electrice, magnetice și optice ale substanței.