איך יודעים שאלקטרונים קיימים?

בעזרת מיקרוסקופ

תומסון גילה זאת דרך מחקריו על שפופרת קרן קתודית. תומסון הציג את התאוריה שלו ב-30 באפריל 1897 בעקבות הגילוי שקרני קתודה (באותו זמן ידועות כקרני לנארד) יכולות לנוע דרך האוויר הרבה יותר רחוק ממה שאפשרי לחלקיק בגודל אטומי. הוא העריך את המסה של קרני הקתודה על ידי מדידת החום שנפלט כאשר הקרניים פגעו בצומת תרמית והשווה זאת לסטייה של הקרניים על ידי שדה מגנטי. הניסויים שלו הציעו לא רק שקרניים קתודיות קלות ביותר מפי 1,000 מאטום המימן, אלא גם שהמסה שלהם זהה ללא תלות ביסוד ממנו באו. הוא הסיק שהקרניים בנויות מחלקיקים מאוד קלים, בעלי מטען שלילי, חלקיקים המהווים רכיב אוניברסלי של מבנה האטומים. הוא קרא לחלקיקים האלה "קורפסל" (corpuscles), אבל לאחר מכן מדענים העדיפו את השם אלקטרון, שהוצע על ידי ג'ורג' ג'ונסטון סטוני ב-1891, עוד לפני הגילוי של תומסון.

באפריל 1897, לתומסון היו רק סימנים מוקדמים שקרניים קתודיות יכולות להיות מוסטות על ידי שדה חשמלי (חוקרים קודמים כמו היינריך רודולף הרץ חשבו שזה לא אפשרי). חודש לאחר ההצהרה של תומסון על הקורפסל (אלקטרון), הוא מצא שהוא יכול באופן אמין להסיט את הקרניים על ידי שדה חשמלי אם הוא יוצר לחץ נמוך מאוד בשפופרת הקתודית. על ידי השוואה של סטיית הקרניים הקתודיות בהשפעת שדה מגנטי ושדה חשמלי הוא השיג מדידות יותר ודאיות של יחס מטען למסה ואישש את ההשערות הקודמות שלו. זו הפכה לשיטה קלאסית למדידת המסה והמטען של האלקטרון. תומסון האמין שהקורפסלס (אלקטרונים) הגיעו מהאטומים של הגז שנותר בשפופרת לאחר שאיבתה. לפיכך, הוא הסיק שהאטומים ניתנים לחלוקה, ושהקורפסלס הם מאבני הבניין שלהם.

ב-1904 תומסון הציע מודל של האטום, לפיו האטום הוא כדור של חומר טעון חיובית ובתוכו מפוזרים האלקטרונים, כך האלקטרונים בעלי המטען השלילי מאזנים את המטען החיובי של החומר בתוכו הם נמצאים ולכן המטען הכולל של האטום הוא נייטרלי. המודל נקרא "עוגת הצימוקים" ובשמות נוספים דוגמת "פודינג שזיפים" (plum pudding). בתוכו האלקטרונים נראים משובצים בתוך תווך בעל מטען חיובי כמו שזיפים בפודינג שזיפים (למעשה במודל של תומסון האלקטרונים לא היו נייחים אלא נעו במהירות בהתאם לכוחות האלקטרוסטיים באטום).

מתוך ויקיפדיה

אם זכור לי נכון אף פעם לא ראו אותם במיקרוסקופ, אבל יודעים שהם קיימים בגלל ההשפעות שלהם על זרם חשמלי (בעצם זרם חשמלי הוא פשוט קבוצה של אלקטרונים)

הם לא באמת קיימים כמו שאתה מדמיין אותם ככדורים, זה פישוט מאוד גס.
כשהתחלתי לכתוב את התשובה חשבתי שאני אצליח לתמצת את הרעיון אבל יוצא שאני מאבד המון מידע אז הינה מקורות שאפשר להעמיק בעזרתם בנושא.

https://youtu.be/t8mmn2x5_vw

https://www.khanacademy.org/science/physics/quantum-physics/quantum-numbers-and-orbitals/a/the-quantum-mechanical-model-of-the-atom

ניסוי מעניין שקשור לנושא

https://youtu.be/uva6gbepfdy

https://plus.maths.org/content/physics-minute-double-slit-experiment-0