전자의 발견 / 톰슨의 음극선 실험

조지프 존 톰슨 경(영어: Sir Joseph John Thomson, OM, FRS, 1856년 12월 18일~1940년 8월 30일)은 영국의 물리학자이며, 전자와 동위원소를 발견하였고 질량 분석계를 발명하였다. 그는 기체에 의한 전기 전도에 관한 실험적 연구, 전자를 발견한 것으로 1906년 노벨 물리학상을 수상하였다.

 

톰슨은 음극선의 성질과 정체를 밝혀내고 음극선을 구성하는 입자의 질량과 전하량을 측정하는 '기체 전기 전도율에 대한 이론적, 실험적 연구'를 통해 전자의 존재를 규명했고 1906년 노벨 물리학상을 수상하였다.

 

 

전기선은 떨어져 있으면 전기가 흐르지 않는다. 하지만 두 선이 아주 가까워지면 떨어져 있지만 푸른빛을 내며 전기가 흐른다.

 

 

두 선이 멀리 떨어지면 다시 전기가 흐르지 않는다. 이 상태에서 전압을 올리면 전기가 또 흐르게 된다.

 

진공 유리관에서는 전기가 더 잘 흐른다.

 

<출처 : 화학쌤 Chem Teacher>

어떤 실험을 끝내면 결과가 나온다. 그리고 그것을 정리하면 어떤 결론에 도달하게 된다.

 

톰슨은 음극선 실험 결과에서 다음과 같은 결론에 도달했다.

 

<음극선 실험 결과>

 

1)+쪽으로 휘어졌다.

 

2) 바람개비가 회전한다.

 

3) 그림자가 생겼다.

 

 

<음극선 실험결론>

 

1)+쪽으로 휘어졌다는 것은  - 성질을 가진다.

 

2) 바람개비가 회전한 것은 에너지를 가지고 있다. 더 나아가서 질량이 있다.

 

3) 그림자 생겼다는 것은 직진 운동을 한다. 

 

 

이런 성질을 가진 것을 '전자'라고 불렀다.

 

톰슨은 원자는 중성이라고 믿었다.

 

 

원자에는 – 성질의 전자가 있다는 것을 발견했고 원자의 중성을 맞추기 위해 +성질이 함께 채워져 있다고 논문을 발표한다.