Het model van Joseph Thomson (1907)

Een vraagstuk waar onderzoekers uit de 19^e eeuw voor kwamen te staan was het volgende: als zij probeerden een elektrische stroom te jagen door glazen buizen met daarin slechts minieme hoeveelheden lucht, dan kwam er soms een zwakke lichtplek op de glazen wand. Men dacht dat deze lichtplekken veroorzaakt werden door stralen die men kathodestralen noemde. Waaruit bestonden deze stralen nou eigenlijk? In Engeland hadden natuurkundigen beargumenteerd dat deze stralen uit deeltjes bestonden. Duitse natuurkundigen waren het hier niet mee eens. Zij dachten aan een soort van elektromagnetische straling. Hoogste tijd voor verder onderzoek.

De Engelse natuurkundige Joseph J. Thomson deed in 1897 proeven met deze onzichtbare en mysterieuze kathodestralen. Thomson slaagde erin de stralen af te laten buigen onder een elektrisch veld en concludeerde dat de stralen een negatieve elektrische lading hadden. Uit eerder onderzoek bleek al dat deze stralen ook afbogen onder een magnetisch veld.

Van deze beide eigenschappen maakte Thomson gebruik. In zijn experiment liet hij het elektrische veld de straal in de ene richting afbuigen en het magnetische veld boog de straal in de andere richting af. Thomson veronderstelde dat de straal uit deeltjes met massa ‘m’ en elektrische lading ‘e’ bestond. Hij vond uit het bovenstaande experiment de verhouding e/m. De waarde van ‘e’ was uit elektrolyse-experimenten reeds bekend. The waarde van e/m toonde aan dat de massa van het deeltje ongeveer 2000 keer kleiner is dan die van het simpelste atoom H (waterstof). Thomson concludeerde dus uit zijn metingen dat de deeltjes duizenden keren kleiner waren dan atomen. De volgende applets laten dit experiment zien.

v Interactieve animatie van het e/m experiment (Shockwave)

v Interactieve animatie van het e/m experiment (JAVA)

Thomson toonde dus aan dat de kathodestralen bestonden uit deeltjes met een negatieve elektrische lading. Deeltjes die veel kleiner waren dan atomen. Thomson had het eerste subatomaire deeltje gevonden. Een belangrijke aanwijzing over de inwendige bouw van het atoom. Luister wat hij er zelf over te zeggen had:

v Joseph Thomson over atoomstructuur (wav)

Thomson dacht dat alle atomen deze deeltjes (later elektronen genoemd) bevatten. Thomson theoretiseerde dus dat het atoom uit meerdere kleine onderdelen met negatieve lading bestond. Deze elektronen lagen als het ware ingekapseld in de positieve lading die zich over het hele atoom uitstrekte. Het puddingmodel of krentenbolmodel was geboren.

vorige - volgende