Kakšni so zaključki katodnega eksperimenta?

Vsi njegovi poskusi so bili izvedeni s tako imenovano katodno cevjo, zato najprej poskušam pojasniti, kaj je to in kako deluje.

Katodna cev je votla zaprta steklena cev, ki je v vakuumu (iz nje je vsesan ves zrak).

Znotraj na eni strani je električni filament (ki se v tem poskusu dejansko imenuje katoda), enako kot tista znotraj žarnice. Na drugem koncu je fluorescentni zaslon, ki je kot starinski TV zaslon.

Preko električnega toka skozi žarilno nitko in se začne svetiti. Istočasno priključite žarilno nitko in fluorescenčni zaslon skupaj z električnim izvorom.

To postavi električno polje med zaslon in žarilno nitko - in če je zaslon pozitiven, bodo elektroni iz žarilne nitke tečili proti zaslonu, kar bo povzročilo, da bo svetil.

(Težko je razložiti, kako je povezano brez risanja slike! Pomislite na to, da je žarka povezana z baterijo - bo svetila kot žarnica, vendar ne tako svetla. Nato priključite drugo baterijo z (+) priključek, priključen na zaslon, in priključek (-), povezan z žarilno nitko.

Ko je Thomson začel s svojim delom, je bil prikazan na zaslonu skrivnosten in nihče ni vedel, kaj je to. Vedeli so, da nekakšen žarek prihaja iz katode (filamenta) in da je iz katode prišlo tudi do neke vrste negativnega naboja, ker je električni tok tekel v vezju med zaslonom in katodo.

V Thomsonovem prvem poskusu je želel videti, ali lahko loči negativni naboj iz žarkov. Vedel je, da se lahko električno nabiti predmeti odbijejo z magneti (Michael Faraday je to odkril in je njegova teorija elektromagnetizma).

Thomson je postavil svojo katodno cev s, vendar je postavil magnet nad potjo žarkov. Ugotovil je, da so žarki upognjeni, negativni naboj pa je popolnoma enak.

V svojem drugem poskusu je želel videti, če bi se žarki upognili v prisotnosti električnega polja, kar bi pričakovali za nabite delce. Ugotovil je, da so žarki resnično upognjeni in v smeri, ki se pričakuje za negativni naboj. To je pomembno, ker kaže, da žarki niso isti kot žarek svetlobe. Svetloba ni ukrivljena z električnimi ali magnetnimi polji.

V svojem 3. poskusu je želel videti, če bi lahko izmeril razmerje med maso in nabojem (masa deljena s količino naboja). Da bi to naredil, je izmeril, kako daleč je bil žarek odbit z magnetnim poljem. Ugotovil je, da je razmerje med maso in nabojem več kot tisočkrat manjše kot razmerje vodikovih ionov (H +), kar nakazuje, da so delci zelo lahki ali zelo močno napolnjeni.

Dejansko so zelo lahki in nosijo enako količino naboja kot vodikov ion, vendar ravno nasprotno, ker so negativni.