@ 2013.01.01 , 19:39
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重现发现电子的实验[v][UPDATE]

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这个历史重现般的实验完整地展示了当年约瑟夫·约翰·汤姆森J J Thomson)是如何证明电子(electron)的存在的。汤姆森在1897年就完成了这项实验,尽管在当时物理学界普遍认为电子太小,几乎不可能被观测到(不幸的是,直到今天电子的观测也比较困难)。总之下面就是汤姆森简单明了的实验,这个实验一次性,永久性地证明了电子的存在。

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汤姆森的“葡萄干布丁”原子模型

汤姆森在1906年因为测出了电子——最初被他称之为“微粒”("corpuscles")——和电荷的质量而荣获诺贝尔物理学奖。当时他对如何命名电子毫无主意,因为他唯一所知道的就是这种“微粒”比原子小很多很多,并且能在原子内部自由运动。在1897年,汤姆森和他的同事们对各种玻璃管进行了很多研究,最终他们的选择是:一头为阴极——一个带负电的电极;另一头为阳极——当然也就是带正电的电极。汤姆森和同时代的人们见证了在这个实验中,当电势发生变化时的那一束荧光色的光束。

汤姆森实验中所使用的真空管并非完全真空,不过他排出了玻璃管内绝大部分的气体。实验开始后,电子朝阳极的方向大量涌出,随后“猛撞”上了残余气体的原子。之后这些电子和气体原子上被“撞下”的电子一同继续朝阳极走。汤姆森和他的同事们注意到,附近的磁场可以弯曲这道“荧光束”,就像下面的视频中那样。移动磁铁的时候,光束的形状也会随之发生变化。

公平地说,要证明电子的存在,汤姆森其实还有更多的工作要做。为了让电子束自由流动,真空条件是必要的。当空气被抽得越干净,电子越能自由地流动。在汤姆森的时代,由于技术限制,真空管里其实还有不少残余空气,所以他和他的同代人所看到的磁场对其的影响并不像下面视频中的那么明显。汤姆森和他的同事们知道如果这道光束有电磁属性,那么磁场应该会让它发生偏转,所以他们假设这和以往的理论有所不同。汤姆森之后又改进了设备,使用了空气更少的真空管,以及不同强度的电场,然后观察电子束偏转和受影响的程度,最终算出了电子在原子里的质量比,获得了诺贝尔奖。本文译自 iO9,由译者 keep_beating 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

优酷/YouTube

有蛋友表示没有字幕看不懂,我听了下实验之前视频中所说的话,但是kb水平有限,希望能帮助你们理解 = =

视频里面的意思大概是
“this is a demo of how electrons were discovered…by scientist Thompson…”
这就是汤姆森发现电子的那个实验

“this tube is a…neutral gas and this end is positive,and this end down here is negative…”
玻璃管里是惰性气体,右边为阴极,左边为阳极

“so when i add electrons or electricity to this side,they are attracted to the other end which is positive.”
在左端注入电流(即电子),电子会被另一端(也就是阳极)所吸引。

“and because this is a sealed container,when u see the electrons travelling through the tube u’ll notice that there’s a little bit of a slip,in the medal there…if electrons travel through in neutral gas,the idea is there must be something inside the atoms in this gas even though they r neutral.”
因为玻璃管是密封容器,当你看到电子穿过玻璃管时,你会注意到[电子束]有一点点弯曲,就在放挡板的位置…如果电子能够在惰性气体中流动,那么[能推导出来的理论就是]在原子内部肯定有一些不一样的东西存在,就算是惰性气体内部也会有

“something inside them is…negative,and it must be a piece that can be knocked out of the atoms inside there and travel across”
[原子内部]有这样一种带负电的东西…

之后就是实验过程了 “u can c clearly that…”什么的
主要内容就是解释汤姆森实验的原理


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TOTAL COMMENTS: 24+1

  1. relszy
    @5 years ago
    1704475

    难道是第一个~

    [0] XX [45] 回复 [0]
  2. 合理先生
    @5 years ago
    1704477

    以后没啥好梗的都别抢什么沙发了!有意思吗?!至少看完了文章再评论,给自己留点儿节操不好吗?

    [79] XX [7] 回复 [0]
  3. 风来
    @5 years ago
    1704479

    雷神托尔的覆灭

  4. 1704485

    电呱你~~~

  5. 1704487

    这种事情真没意思 又不是重走红军路

    [0] XX [26] 回复 [0]
  6. 阿鑫
    @5 years ago
    1704505

    没有中文字幕 看不懂。。

  7. 1704519

    我想知道视频里的那支是什么笔,好像是放电的?

  8. 我_机器人
    @5 years ago
    1704525

    如果所有网站都像jandan.net一样评论氛围,一定能kill所有2B的抢沙发党

    [20] XX [3] 回复 [0]
  9. 1704529

    视频好帅

  10. 1704531

    原来是这样,我们做的都是云雾室实验……

  11. 1704537

    @teaie: 段子-某组织打算花13亿让所有厅级以上干部重走长征路,沿线群众纷纷表示自愿扮演国军,保证不留一个活口到陕北

    [60] XX [1] 回复 [0]
  12. 懒得取名
    @5 years ago
    1704539

    葡萄干布丁?切糕模型吧。。。

  13. 血神之翼
    @5 years ago
    1704541

    J.J.汤姆逊,他儿子G.P.汤姆逊……
    然后曾经原子物理学期末考试有一道选择题就是选第一个用实验证明电子存在的科学家……
    A. J.J.Tomson B. G.P.Tomson C. E. Rutherford D.想不起来是谁了

    那一刻我环顾四周,似乎同学们都在这一题愣住了……

    考完出来所有人的第一个问题都是“那题到底是JJ汤姆逊还是GP汤姆逊啊!!!”……

    [20] XX [2] 回复 [0]
  14. 你这是自寻箱子
    @5 years ago
    1704545

    @我_机器人:

    有的网站已经把抢沙发从观念层面上彻底消灭了,比如Acfun和BiliBili,干得巧妙啊,一片弹幕谁在乎谁是沙发?

  15. rosses
    @5 years ago
    1704555

    这种字幕不是一般人能脑补出来的。待翻译。

  16. 利里诺斯
    @5 years ago
    1704559

    @你这是自寻箱子: 你是说我们应该整个评论漂浮系统什么的…

    其实弹幕站照样有『一楼!』这种[哔–]。。

  17. 尜儿
    @5 years ago
    1704571

    我还是学校做的这个实验效果好

  18. pzealot
    @5 years ago
    1704601

    那人左手拿的什么神器。。。。。。

  19. keep_beating
    @5 years ago
    1704619

    视频里面的意思大概是
    “this is a demo of how electrons were discovered…by scientist Thompson…”
    这就是汤姆森发现电子的那个实验

    “this tube is a…neutral gas and this end is positive,and this end down here is negative…”
    玻璃管里是惰性气体,右边为阴极,左边为阳极

    “so when i add electrons or electricity to this side,they are attracted to the other end which is positive.”
    在左端注入电流(即电子),电子会被另一端(也就是阳极)所吸引。

    “and because this is a sealed container,when u see the electrons travelling through the tube u’ll notice that there’s a little bit of a slip,in the medal there…if electrons travel through in neutral gas,the idea is there must be something inside the atoms in this gas even though they r neutral.”
    因为玻璃管是密封容器,当你看到电子穿过玻璃管时,你会注意到[电子束]有一点点弯曲,就在放挡板的位置…如果电子能够在惰性气体中流动,那么[能推导出来的理论就是]在原子内部肯定有一些不一样的东西存在,就算是惰性气体内部也会有

    “something inside them is…negative,and it must be a piece that can be knocked out of the atoms inside there and travel across”
    [原子内部]有这样一种带负电的东西…

    之后就是实验过程了 “u can c clearly that…”什么的
    主要内容就是解释汤姆森实验的原理

  20. 1704631

    对于抢沙发说一句,wordpress驱动的博客应该支持顶部显示最新留言的,然后不明白“葡萄干布丁”图下的第一句话,电荷的质量?

  21. yangyang
    @5 years ago
    1704723

    没记错的话这个 汤普逊 对自己的徒弟 真心的太龌龊了

  22. 1704737

    高中物理不是说汤姆森枣糕模型么,现在想不就是切糕嘛……

  23. relszy
    @5 years ago
    1704741

    @合理先生: 你就慢我2秒,难道你看完前的文章就花了2秒?

  24. 1705085

    后来就发明了阴极射线原理的大屁股电视机了! 不少人的成长过程就给电子束(搁着玻璃屏)攻击了n多年╮(╯_╰”)╭

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