Page 135 - วิทยาศาสตร์ ม.ปลาย
P. 135
127
หลอดรังสีแคโทด รังสีแคโทด เบียงเบนเขา้ หาขวั บวกของสนามไฟฟ้ า
จากผลการทดลองนี ทอมสนั อธิบายไดว้ ่า อะตอมของโลหะทีขวั แคโทดเมือไดร้ ับกระแสไฟฟ้ า
ทีมคี วามต่างศกั ยส์ ูงจะปล่อยอเิ ลก็ ตรอนออกมาจากอะตอม อิเลก็ ตรอนมีพลงั งานสูง และเคลือนทีภายใน
หลอด ถา้ เคลือนทีชนอะตอมของแก๊สจะทาํ ให้อิเล็กตรอนในอะตอมของแก๊สหลุดออกจากอะตอม
อิเลก็ ตรอนจากขวั แคโทดและจากแก๊สซึงเป็นประจุลบจะเคลอื นทีไปยงั ขวั แอโนด ขณะเคลือนทีถา้ กระทบ
ฉากทีฉาบสารเรืองแสง เช่น ZnS ทาํ ให้ฉากเกิดการเรืองแสง ซึงทอมสันสรุปว่ารังสีแคโทดประกอบดว้ ย
อนุภาคทีมีประจุลบเรียกว่า “อิเล็กตรอน” และยงั ไดห้ าค่าอตั ราส่วนประจุต่อมวล (e/m) ของอิเล็กตรอน
โดยใชส้ ยามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้ าช่วยในการหา ซึงไดค้ ่าประจุต่อมวลของอิเลก็ ตรอนเท่ากบั 1.76 x
10.8 C/g ค่าอตั ราส่วน e/m นีจะมีค่าคงที ไมข่ ึนอยกู่ บั ชนิดของโลหะทีเป็นขวั แคโทด และไม่ขึนอยกู่ บั ชนิด
ของแก๊สทีบรรจุอย่ใู นหลอดรังสีแคโทด แสดงว่าในรังสีแคโทดประกอบดว้ ยอนุภาคไฟฟ้ าทีมีประจุลบ
เหมือนกนั หมดคือ อิเล็กตรอน นันเอง ทอมสนั จึงสรุปว่า “อิเล็กตรอนเป็ นส่วนประกอบส่วนหนึงของ
อะตอมและอิเลก็ ตรอนของทุกอะตอมจะมีสมบตั ิเหมือนกนั ”
การค้นพบโปรตอน
ในปี พ.ศ. 2409 (ค.ศ. 1866) ออยเกน โกลดช์ ไตน์ นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวเยอรมนั ไดท้ าํ การทดลอง
โดยเจาะรูทขี วั แคโทดในหลอดรังสีแคโทด พบวา่ เมือผา่ นกระแสไฟฟ้ าเขา้ ไปในหลอดรังสีแคโทดจะมี
อนุภาคชนิดหนึงเคลือนทีเป็นเสน้ ตรงไปในทิศทางตรงกนั ขา้ มกบั การเคลือนทีของรังสีแคโทดผา่ นรูของ
ขวั แคโทด และทาํ ใหฉ้ ากดา้ นหลงั ขวั แคโทดเรืองแสงได้ โกลดช์ ไตน์ไดต้ งั ชือวา่ “รังสีแคแนล” (canal
ray) หรือ “รังสีบวก” (positive ray) สมบตั ิของรังสีบวก มดี งั นี
1. เดินทางเป็นเสน้ ตรงไปยงั ขวั แคโทด
2. เมือผา่ นรังสีนีไปยงั สนามแมเ่ หลก็ และสนามไฟฟ้ า รังสีนีจะเบียงเบนไปในทิศทางตรงขา้ มกบั
รังสีแคโทด แสดงวา่ รังสีนีประกอบดว้ ยอนุภาคทีมีประจุไฟฟ้ าเป็นบวก
3. มอี ตั ราส่วนประจุต่อมวลไมค่ งที ขึนอยกู่ บั ชนิดของแก๊สในหลอด และถา้ เป็นแกส๊ ไฮโดรเจนรังสีนี
จะมอี ตั ราส่วนประจุต่อมวลสูงสุด เรียกอนุภาคบวกในรังสีแคแนลของไฮโดรเจนว่า “โปรตอน”
