ЭЛЕКТРОНЫ

СУЩЕСТВУЮТ ЛИ АТОМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА?

ГЛпределяя заряды различных ионов с помощью опыта ^ прохождения тока через растворы, учёные никогда не обнаруживали ионов, заряд которых был бы равен ка­кой бы то ни было дробной части заряда электрона. Ка­залось бы, что этот факт должен определённо указывать на то, что электрон — это самый маленький электрический заряд, который уже не делится на более мелкие, и в при­роде действительно есть электрические атомы. Однако у ученых ещё оставалось сомнение в существовании таких электрических частиц. В самом деле, предположим, что мы находим заряд иона из опыта прохождения тока через раствор. Нам нужно знать, сколько всего электричества прошло через раствор и сколько вещества выделилось на каком-нибудь из электродов. Это мы можем измерить очень точно. Но в этих опытах мы имеем дело с огром­ными количествами ионов. Ведь даже в пузырьке газа ра­диусом всего в одну десятую миллиметра при обычном атмосферном давлении находится больше двухсот тысяч миллиардов атомов. И, может быть, среди огромного числа ионов, прошедших через раствор, есть такие ионы, которые несут с собой неодинаковые по величине заряды, и только в среднем на каждый ион приходится целое число мельчайших зарядов.

Чтобы уничтожить это сомнение, нужно было найти способ измерить заряд только одного иона. Это удалось сделать с помощью очень чувствительного прибора — «электрического силомера». Вот как проводился этот опыт.

В наглухо закрытой камере укрепляются две металли­ческие пластинки (рис. 6). В отверстие верхней пластинки из пульверизатора вбрызгиваются очень маленькие ка­пельки масла. Масло берётся потому, что оно медленно испаряется и вес каждой капельки во время опыта остаётся постоянным. Под действием собственной тяже­сти капельки опускаются на нижнюю пластинку. Сквозь маленькое окошечко в стенке камеры можно наблюдать с помощью микроскопа за движением отдельных капелек.

Некоторые капельки, благодаря трению при вдувании масла, приобретают электрический заряд, подобно тому как при трении о кожу заряжается стеклянная палочка. Предположим, что капелька вытттла из пульверизатора за­ряженной отрицательно. Если верхнюю пластинку в ка­мере зарядить от батареи положительно, а нижнюю отри­цательно, то сила электрического притяжения, действую-

Щая на капельку, будет направлена вверх, против силы тяжести (рис. 6 в верхнем правом углу). Подключая большее или меньшее количество элементов батареи, можно менять заряды на пластинках, и, значит, величину электрической силы, поднимающей капельки вверх. Можно подобрать заряды на пластинках так, что элек­трическая сила окажется в точности равной силе тяжести капельки; обе силы будут уравновешены, и капелька не­подвижно повиснет между пластинками. Теперь, зная величину заряда на пластинках, можно вычислить и за­ряд капельки. И вот оказалось, что всегда, в тысячах опытов, какой бы ни был заряд капли — положительный или отрицательный, он состоял из целого числа зарядов электрона. Значит, при электризации от трения капелька или приобретала, или теряла только целое число элек­тронов.

Следующий опыт начинался с того, что воздух в ка­мере освещался рентгеновскими лучами. Под действием лучей молекулы воздуха теряли свои электроны, и в ка­мере появлялись положительные ионы. Они блуждали по камере, и время от времени случалось так, что один из ионов попадал на неподвижную капельку с уже извест­ным, допустим, отрицательным, зарядом, за которой ве­лось наблюдение. Тогда заряд капли убывал и как раз на величину заряда иона. Капелька сейчас же начинала двигаться. Для того чтобы снова уравнять силу тяжести капельки и силу электрического притяжения, приходилось менять заряд на пластинках. Опять подсчитывался заряд капельки. Разница между этим и первоначальным зарядом капли и была равна заряду захваченного иона.

Эти опыты также проводились много раз, и во всех опытах всегда заряд иона оказывался точно равным од­ному «атому электричества».

Места для сомнений теперь не оставалось. Ведь здесь наблюдения велись не над миллиардами ионов, как в опытах с прохождением тока через растворы, а над одной капелькой. И капелька всегда несла с собой только целое число мельчайших зарядов: пятьдесят, десять, три, а иногда — только один.

Так было окончательно доказано, что электрон — это действительно самая маленькая и неделимая частица электричества.