استخدم طومسون الحقيقة التي تنص على أن الشحنات ...... تتجاذب في أنبوب الأشعة المهبطية (المتشابهة، المتعادلة، المختلفة، المفردة)

يعد العالم طومسون من أبرز العلماء الذين ساهموا في اكتشاف مكونات الذرة والتعرف على طبيعة الشحنات الكهربائية، إذ ساعدت تجاربه على الأشعة المهبطية في إثبات وجود جسيمات سالبة الشحنة داخل الذرة.

استخدم طومسون الحقيقة التي تنص على أن الشحنات المختلفة تتجاذب في أنبوب الأشعة المهبطية

تتمثل الإجابة الصحيحة عن السؤال في اختيار الشحنات المختلفة، إذ تنص القاعدة العلمية على أن الشحنات الكهربائية المختلفة تتجاذب، بينما تتنافر الشحنات المتشابهة، وقد ساعدت هذه الحقيقة العالم جوزيف جون طومسون على تفسير سلوك الأشعة المهبطية أثناء إجراء تجاربه على أنابيب التفريغ الكهربائي.

وأظهرت تجارب طومسون أن الأشعة المهبطية تتكون من جسيمات سالبة الشحنة، تعرف باسم الإلكترونات، إذ لاحظ انحراف مسار هذه الأشعة باتجاه اللوح الموجب عند تعرضها لمجال كهربائي، وهو ما دل على وجود شحنة سالبة تحملها الجسيمات المكونة لها.

تعرف الأشعة المهبطية باسم أشعة الكاثود وهي عبارة عن سيل من الإلكترونات يتحرك داخل أنبوب زجاجي مفرغ جزئيا من الهواء عند تطبيق فرق جهد كهربائي مناسب بين قطبيه.

وأجرى طومسون تجاربه باستخدام أنابيب التفريغ الكهربائي، ودرس سلوك الأشعة عند تعرضها للمجالات الكهربائية والمغناطيسية، كما لاحظ أن مسارها يتغير عند وجود هذه المجالات مما ساعده على تحديد طبيعة شحنتها الكهربائية.

اعتمد طومسون على دراسة انحراف الأشعة المهبطية عند مرورها داخل مجال كهربائي، ولاحظ انجذابها نحو اللوح الموجب وابتعادها عن اللوح السالب وهو ما أثبت أنها تحمل شحنة كهربائية سالبة.

كما توصل من خلال تجاربه إلى أن هذه الجسيمات موجودة في جميع أنواع الذرات، ولا يعتمد وجودها على نوع الغاز المستخدم داخل الأنبوب أو المادة المصنوع منها المهبط.

وأدى هذا الاكتشاف إلى إثبات أن الذرة ليست جسما مصمتا غير قابل للانقسام، بل تحتوي على جسيمات أصغر تحمل شحنات كهربائية، وأطلق على هذه الجسيمات اسم الإلكترونات.

يتكون أنبوب الأشعة المهبطية من مجموعة من الأجزاء التي تعمل معا لإنتاج حزمة إلكترونية والتحكم في حركتها، ومن أبرزها:

• الأنبوبة الزجاجية المفرغة: توفر بيئة منخفضة الضغط تسمح بانتقال الإلكترونات داخل الأنبوب.

• المدفع الإلكتروني: ينتج الإلكترونات ويشكلها في صورة حزمة متجهة نحو الشاشة.

• سطح فسفوري: يضيء عند اصطدام الإلكترونات به، ما يسمح برؤية موضع الحزمة.

• نظام التركيز: يعمل على تجميع الإلكترونات في حزمة ضيقة وتوجيهها نحو نقطة محددة.

• أقطاب التحكم: تساعد على التحكم في شدة الحزمة الإلكترونية.

• نظام الانحراف: يغير اتجاه حركة الحزمة باستخدام المجالات الكهربائية أو المغناطيسية.