帶負電的陰極射線——實驗讓克魯克斯和湯姆遜勇攀科學高峰
2020-09-13 科普三農1879年英國的一次物理學討論會上，英國皇家學會會員、化學家兼物理學家威廉·克魯克斯演示了一個使人異常激動的放電實驗：在空氣高度稀薄的玻璃管中放置一個用薄雲母片製成的十字，帶負電的陰極產生陰極射線，十字形雲母片在陰極對面的玻璃管壁上投下了形狀清晰的十字形影子。這時，克魯克斯拿起一塊馬蹄形磁鐵跨置在管子的中部，奇蹟出現了，十字形的陰影發生了偏移！克魯克斯得意地說：「由此可見，陰極射線根本不是光線，而是一種帶電的原子。否則，它們怎麼會受到磁場的影響呢？」
陰極射線不是光線而是帶電粒子！在座的科學家們都震驚了。
威廉·克魯克斯（183-1919）
在之後的十幾年間，科學家們在鍥而不捨地追蹤陰極射線的本質。陰極射線是不是帶電？英國物理學家湯姆孫和德國物理學家赫茲做了同樣的實驗，也觀察到同樣的結果。
湯姆孫曾這樣回憶：「我使陰極射線偏轉的第一次嘗試是使它通過固定在放電管內的兩個平行金屬板之間的空間，並在平行金屬板之間加上一個電場。結果沒有產生任何持續的偏轉。」
對於這樣一個同樣的實驗結果，赫茲簡單地得出了結論：陰極射線是不帶電的；而湯姆孫沒有放過實驗中出現的非常細微的異常現象，他進行了更加深入的分析和思考，終於找到了癥結所在：偏轉之所以沒有出現是由於氣體存在，因此要解決的問題是獲得更高度的真空。湯姆孫一次又一次地改進實驗裝置，克服重重困難，最後終於在實驗中觀察到了陰極射線在電場中的偏轉，並從偏轉的方向確定陰極射線是帶負電的。
這再一次證實了陰極射線是帶電的「原子流」，而不是什麼光線。
約瑟夫·約翰·湯姆遜爵士（1856-1940），英國物理學家和電子發現者
陰極射線偏轉管。該儀器曾被湯姆遜使用，後引導他發現電子。
海因裡希·魯道夫·赫茲（1857-1894）
由此可見，物理實驗對於物理學發展的重要性。物理實驗是科學實驗的先驅，體現了大多數科學實驗的共性，在實驗思想、實驗方法以及實驗手段等方面是各學科科學實驗的基礎。物理實驗可以檢驗物理學理論假說的正確性，為發展物理規律提供豐富的感性材料，在學習過程中，不但要做實驗觀察者 、還應是實驗創造者，充當開拓物理應用新領域的開路先鋒。
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哈嘍小夥伴們大家好，克魯克斯從小就對自然科學表現出濃厚的興趣，他在家裡一角辦起了一個小實驗室，總是在嘗試著做各種實驗。另外他還努力閱讀他所能找到的任何科學書籍。克魯克斯的一生只受到很少的正規學校教育，他沒有進過大學，也沒有當過教授，然而他憑著聰明和勤奮作出了許多出色的研究和重要貢獻。一八六零年本生和基爾霍夫發明了分光鏡，他們用分光鏡很快發現了新元素銫和銣。 -
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