CROOKES

Il chimico Willam Crookes studiò la propagazione delle scariche elettriche, grazie al seguente esperimento: utilizzo un cilindro di vetro al cui interno venne creato il vuoto. Ai due estremi del cilindro posizionò due elettrodi, uno negativo chiamato catodo, l'altro positivo chiamato anodo (due piastre metalliche).Fra questi due si applicava una differenza di potenziale di circa 10.000 volts. Poi, si abbassava gradualmente la pressione del gas all'interno del tubo.

Quando la pressione raggiungeva un livello sufficientemente basso, il gas cominciava a condurre corrente, ed il tubo diventava luminoso.

croce di malta

In seguito il chimico mise all'interno una croce di Malta sulla traiettoria dei raggi, e vide che sul vetro del tubo si stagliava l'ombra della croce, dimostrando così che i raggi si propagano in linea retta (solo in questo caso l'ombra viene proiettata). Poi mise sulla loro traiettoria un mulinello a pale, e vide che questo si metteva a girare quando veniva colpito dai raggi catodici . Questa azione meccanica indica chiaramente che i raggi sono costituiti da entità che possiedono una quantità di moto e quindi di una massa. Poi pose sotto e sopra il fascio due piastre elettricamente cariche e di segno opposto, notando che il fascio di raggi catodici veniva deviato dal suo percorso, a causa dell'attrazione esercitata dalle piastra positiva, dimostrando che i raggi hanno carica elettrica negativa. Questo fenomeno conferma inoltre che i raggi sono costituiti da particelle di materia, perché la carica elettrica é sempre associata a particelle di materia, chiamate, in questo caso, elettroni.

Utilizzando i rocchetti di Ruhmkorff, capaci di generare alte tensioni, dell'ordine di parecchie decine di migliaia di Volt, risultò molto agevole studiare le caratteristiche della scarica elettrica nei tubi “catodici” contenenti gas rarefatti e parecchi fisici si dedicarono allo studio delle caratteristiche dei cosiddetti "raggi catodici", emessi dal catodo dei tubi a scarica.

Thomson

Una volta individuati i raggi catodici, molti fisici iniziarono a chiedersi che cosa fossero. Thomson e altri li consideravano come costituiti di particelle elementari, con carica negativa, in moto.

Nel corso di tali ricerche furono accertate le proprietà dei "raggi catodici":

Questo semplice strumento, che ottiene moto dalle radiazioni luminose, è costituito da una ampolla di vetro con aria a pressione ridottissima nella quale è inserito un mulinello formato da quattro lamine, bianche su un lato e nere sul lato opposto. Grazie alle reazioni termiche delle molecole d'aria rimaste sul lato nero delle pale, il mulinello si mette a ruotare.