كيف اكتشف طومسون الإلكترون

هو جسم غير ذريّ يُرمز له بالشكل (β)، ويمتلك شخنة كهربائيّة سلبيّة ابتدائيّة، ويمتلك كتلة تصل إلى (1/1836 من البروتون)، وهو أحد الجُسيمات الأوليّة، وينتمي إلى عائلة فرميون، وإلى مجموعة ليبتون، وتنطوي التفاعلات على الإلكترونات في مجالات الكيمياء، والفيزياء النوويّة، كما أنّه يُولّد المجال الكهربائيّ بفعل قوّة الجاذبيّة على الجسيمات التي تمتلك شحنة موجبة كالبروتون، وكان أوّل من عرف وجود الإلكترون هم الإغريق، وذلك باستخدام العنبر الذي يجذب الأجسام الصغيرة بعد فركه مع الفراء.

هناك العديد من الأمور التي ساهمت في اكتشاف طومسون الإلكترون؛ وكان أوّلها اكتشاف العالم الألمانيّ يوهان فيلهلم هيتورف توهّج منبعث من الكاثود، بعد دراسة أجراها عن التوصيل الكهربائيّ في مخلخل الغازات، وفي عام ألف وثمانمئة وسبعين ميلاديّة وضع العالم السير وليام كروكس أوّل أنبوب لأشعة الكاثود في فراغ، ونتج عن ذلك تلألؤ الأشعة داخل الأنبوب مع انتقال الطاقة من القطب السالب إلى الموجب، وكان ذلك من خلال تطبيق المجال المغناطيسيّ، وأُطلق عليها بعد تسع سنوات اسم مادة مشعّة، ووسّع الفيزيائيّ البريطاني الألماني آرثر شوستر التجارب السابقة من خلال وضع لوحات معدنيّة موازية لأشعة الكاثود، وبتطبيق الجهد الكهربائيّ بين الألواح، وكان وقتها قادراً على تقدير نسبة الشحنة للكتلة المكوّنة للأشعة، وكانت النتائج أكبر بألف مرّة ممّا كان متوقعاً.

اقترح هندريك لورنتز في عام ألف وثمانمئة واثنين وتسعين أنّ كتلة تلك الجسيمات (الإلكترونات) يمكن أن تكون لها شحنة كهربائيّة، وبعد مرور أربع سنوات أجرى الفيزيائيّ البريطانيّ طومسون مع زملائه جون ناونسند، وويليون العديد من التجارب، وأشار حينها إلى أشعّة الكاثود بأنّها جسيمات فريدة من نوعها، وتوصّل في ذلك الوقت إلى أنّها واحدة من الوحدات الأساسيّة التي حجمها أصغر بألف مرّة من الذرة، وفي ذلك إشارة إلى الجسيمات غير الذريّة (الإلكترون)، واكتشف بعدها أشعّة الكاثود، التي أُطلق عليها اسم أشعة لينارد، التي تمتلك وزناً أخفّ بألف مرّة من ذرة الهيدروجين.

وأعلن أيضاً في شهر أبريل لعام ألف وثمانمئة وسبعة وتسعين أنّ أشعة الكاثود يمكن تسديدها كهربائيّاً، واستطاع بذلك مقارنة انحراف الشعاع الصادر من الكاثود بواسطة الحقول الكهربائيّة والمغناطيسيّة، ونتج عن ذلك حصوله على قياسات أكثر قوّة من كتلة الإلكترون، واعتقد وجود كريات تظهر من ذرّات الغاز الموجود في أنابيب أشعة الكاثود، وفي عام ألف وتسعمئة وأربعة اقترح نموذج للذرّة؛ وذلك لشرح الشحنة المتعادلة للذرة، وبهذا يكون السيد سيدي يوسف جون طومسون هو مكتشف الإلكترون.