Холодное электричество. Электрический эфир - стр. 5
Необходимы были строгие количественные эксперименты, которые дали бы возможность определить отношение заряда к массе для катодных лучей. То, что измерение величины удельного заряда явится решающим фактом, впервые осознал Дж. Дж. Томсон. С 1895 г. он начинает методическое количественное изучение отклонения катодных лучей в электрических и магнитных полях. Итоги своей работы Дж. Дж. Томсон резюмировал в большой статье, опубликованной в 1897 г. в октябрьском номере журнала» Philosophical Magazihe». Существо своих опытов и высказывание гипотезы о существовании материи в состоянии еще более тонкого дробления, чем атомы, Томсон изложил на вечернем заседании Королевского общества 29 апреля 1897 г. Извлечение из этого сообщения было опубликовано в «Electrican» 21 мая 1897 г. Опыты Томсона дали следующие результаты: скорость частиц, возрастающая по мере увеличения разрежения в трубке, чрезвычайно велика, значительно больше средней скорости, приписываемой, согласно кинетической теории, молекулам остаточного газа в трубке (в одном из первых опытов 1897 г. Томсон нашел скорость равной 1/10 скорости света, но через десять лет он получил для нее значение 1/3 скорости света). Кроме того, эта скорость зависит от разности потенциалов, которую проходит заряд. Значение отношения заряда к массе оказалось не зависящим ни от состава остаточного газа, ни от формы трубки, ни от материала электродов, ни от скорости лучей, ни от каких-либо иных физических параметров. Другими словами, отношение заряда к массе есть универсальная постоянная. Значение этого отношения было порядка 10>7 СГСЭ. Аналогичное отношение было уже подсчитано для иона водорода из данных по электролизу – оно оказалось равным 10>4 СГСЭ. Дж. Дж. Томсон высказывает мнение, что катодные лучи представляют собой поток весьма малых частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света, несущими такой же заряд, как и ионы Фарадея, но обладающими массой, которая в 1000 раз меньше массы самого легкого атома, т.е. атома водорода.
Для достоверного вывода необходимо прямое измерение заряда одновалентных газовых ионов. Важность проблемы заставляет взяться за измерение заряда иона самого Дж. Дж. Томсона. Он впервые использует рентгеновские лучи в качестве инструмента физического эксперимента. Интересно отметить, что рентгеновское излучение было результатом исследования свойств катодных лучей. В свою очередь лучи Рентгена сыграли большую роль в изучении частиц, составляющих катодный луч и в открытии спонтанной радиоактивности.
Эксперименты Дж. Дж. Томсона дали среднее значение заряда иона, равное 6,5 x 10>—10 СГСЭ. Этот результат и укрепил убеждение Томсона в существовании «материи в состоянии более тонкогодробления».
По существу, единственно, что удалось Томсону добиться – это измерить отношение заряд-масса для неведомых частиц, составляющих катодные лучи. Тем не менее он решился сделать вывод, что эти частицы являются фундаментальными составными частями обычного вещества.
Разъяснение по поводу применения термина «электрон» для обозначения частиц, составляющих катодные лучи, дал Ленард в своей Нобелевской лекции от 28 мая 1908 г. («О катодных лучах»):
«… необходимо перечислить названия, данные этим частичкам электричества, или центрам состояния: я назвал их, элементарными квантами электричества или, короче, квантами, как и Гельмгольц; Дж. Дж. Томсон говорит о корпускулах, лорд Кельвин об электрионах; но в обиход вошло название, которое предпочли Лоренц и Зееман, электрон».