Физические основы измерений. Курс лекций "Универсальные физические постоянные". Часть I. Жаргалов Б.С. - 8 стр.

       Впоследствии постоянная F была названа          числом Фарадея. Анализ явления
электролиза привел Фарадея к мысли, что носителем электрических сил являются не какие-
либо электрические жидкости, а атомы-частицы материи. “Атомы материи каким-то образом
одарены электрическими силами”, - утверждает он.
       Фарадей впервые обнаружил влияние среды на взаимодействие электрических
зарядов и уточнил вид закона Кулона:
                                          F= q1q2/ε r2
       Здесь-ε - характеристика среды, так называемое диэлектрическая постоянная. На
основании этих исследований Фарадей отверг действие электрических зарядов на расстоянии
( без промежуточной среды )и ввел в физику совершенно новое и важнейшее представление
о том, что носителем и передатчиком электрического влияния является электрическое поле!

      Заряд и масса электрона

       Эксперименты по определению постоянной Авогадро заставили физиков думать о
том, не слишком ли большое значение придается характеристикам электрического поля. Не
существует ли более конкретный, более материальный носитель электричества? Впервые эту
мысль четко в 1881г. выразил Г.Гельмольц: «Если мы допускаем существование химических
атомов, то мы принуждены заключить отсюда далее, что также и электричество, как
положительное, так и отрицательное, разделяется на определенные элементарные
количества, которые играют роль атомов электричества».
       Расчет этого «определенного элементарного количества электричества» выполнил
ирландский физик Дж.Стоней (1826-1911). Он предельно прост. Если для выделения одного
моля одновалентного элемента при электролизе требуется заряд, равный 96484,5 Кл, а в
одном моле содержится 6*1023 атомов, то очевидно, что разделив число Фарадея F на число
Авогадро NA, мы получаем количество электричества, необходимое для выделения одного
атома вещества. Обозначим эту минимальную порцию электричества через е:
                                       Е= F/ NA=1,6*10-18Кл.
       В 1891 г. Стоней предложил назвать эту минимальную порцию электричества
электроном. Вскоре это было принято всеми.
       Универсальные физические постоянные F и NA - в соединении с интеллектуальными
усилиями ученых вызвали к жизни еще одну постоянную – заряд электрона е.
       Факт существования электрона как самостоятельной физической частицы был
установлен в исследованиях при изучении явлений, связанных с прохождением
электрического тока через газы. И опять мы обязаны воздать должное проницательности
Фарадея, впервые начавшего эти исследования в 1838 г. Именно эти исследования привели к
открытию так называемых катодных лучей и в конечном счете к открытию электрона.
       Для того чтобы убедиться в том, что катодные лучи действительно представляют
собой поток отрицательно заряженных частиц, необходимо было в прямых экспериментах
определить массу этих частиц и их заряд. Эти эксперименты 1897г. осуществил английский
физик Дж. Дж. Томсон. Одновременно он использовал отклонение катодных лучей в
электрическом поле конденсатора и в магнитном поле. Как показывают расчеты, угол
отклонения лучей θ в электрическом поле напряженностью δ равен:
                                            θ= еδ/т* l/v2,
       где е- заряд частицы, т- ее масса,
       l- длина конденсатора,
       v – скорость частицы (она известна).
       При отклонении лучей в магнитном поле В угол отклонения α равен:
                                            α= еВ/т * l/v
       При θ ≈ α (что достигалось в опытах Томсона) можно было определить v, а затем
рассчитать и отношение е / т является константой, не зависящей от природы газа. Томсон