一、电子的发现
一百多年前，化学家们从实验中知道，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，由于在化学反应中原子的种类和数目不变，于是形成了原子是组成物质的最小微粒的概念。直到十九世纪末，人们一直认为原子是不可再分的，但是随着物理研究的深入和实验技术的提高，十九世纪末发现了一些新的事实，证明原子是由更基本的微粒组成的。二十世纪以来，物理学家们对原子和原子核的研究日益深入，建立了原子物理和核物理的科学理论，在实际应用原子能方面也取得了很大的进展，这一章和下一章我们就来学习原子结构和原子核的初步知识。
一、电子的发现
原子不是不可再分的，而是由更小的微粒组成的，这一认识是从发现电子开始的。
十九世纪后半期，科学家们在研究稀薄气体的放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线，这种射线能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，叫做阴极射线。
英国科学家汤姆生（1856 ~ 1940）对阴极射线进行了一系列的实验研究。1897 年，他确认阴极射线是带负电的粒子。汤姆生研究了阴极射线在电场和磁场中的偏转，根据测得的数据计算出了这种带电粒子的荷质比
汤姆生测得的阴极射线粒子的荷质比，大约是当时已知的氢离子的荷质比的二千倍。汤姆生认为，这可能是由于阴极射线粒子的电荷 e 很大，或者是它的质量 m 很小。后来汤姆生测量了氢离子和阴极射线粒子的电荷，虽然测量不很准确，但是足以证明阴极射线粒子的电荷与氢离子的电荷大小基本上是相同的。由此得出结论，阴极射线粒子的质量比氢离子的质量小得多：后来人们逐渐把这种粒子叫做电子。汤姆生对证实电子的存在有很大的功劳，因而公认他是电子的发现者。以后，美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量，这样由电子的荷质比和电量就可以算出电子的质量。
氢原子是当时已知的质量最小的原子，由电子的质量比氢离子的质量小得多，汤姆生认为，电子可能是组成原子的基本部分。
汤姆生发现电子，是物理学史上的重要事件。由于电子的发现，人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构，此后，围绕着原子结构的问题，原子物理以飞跃的速度发展，人们对物质结构的认识进入了一个新时代。
二、汤姆生的原子模型
我们知道，物质在通常情况下是不带电的，因此，原子应该是电中性的，而电子是带负电的，如果电子是原子的组成部分，那么原子里一定还有带正电的部分。电子的质量很小，所以原子的质量应该主要集中在带正电的部分。原子中带正电的部分和带负电的电子是怎样组成原子的呢？这是物理学家们关心的一个问题。
在二十世纪的前十年里，科学家们提出了几种原子模型，其中最有影响的是汤姆生提出的原子模型。在这个模型里，原子被认为是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子则象枣糕里的枣子那样镶嵌在球内（图 8–1），原子受到激发以后，电子开始振动发光，产生原子光谱。汤姆生的原子模型能够解释一些实验事实，但是没过几年就被卢瑟福发现的新的实验事实否定了。
发布时间：2025/7/11 下午8:11:37 阅读次数：462
