La fisica dei corpuscoli/Capitolo 5/2
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2. — I corpuscoli negativi. — I fenomeni principali che si verificano nella scarica elettrica entro un tubo a gas molto rarefatto sono noti ormai da circa quarant’anni. Furono studiati per la prima volta da Crookes. Prima di lui avevano studiato fenomeni analoghi il Plücker1prima, e poi il Hittorf2, ma non così completamente come potè fare il Crookes. Egli osservò che la scarica uscente dal polo negativo, o catodo, sotto forma di materia raggiante, come egli la chiamava seguendo le idee del Faraday, rendeva fosforescente il vetro sulla parte di fronte, e se si frametteva un ostacolo metallico questo dava ombra, sicchè la fosforescenza non si manifestava che nei punti che potevano vedere il catodo. Osservò inoltre che i raggi uscenti dal catodo erano deviati da un campo magnetico. Essi trasportano energia, possono far girare una ruota a palette e possono arroventare una lamina di platino posta sul loro cammino3.
Sulla natura di questi raggi, che per uscir dal catodo vennero detti raggi catodici, si è discusso per molto tempo. Secondo alcuni, fra i quali erano specialmente fisici tedeschi, i raggi erano vibrazioni dell’etere, analoghe a quelle della luce; secondo altri, e specialmente fisici inglesi, essi erano corpuscoli elettrizzati negativamente che uscivano dal catodo e possedevano una grande velocità.
Le ricerche successive hanno convalidato la seconda ipotesi ed escluso la prima. La deviazione che i raggi catodici subiscono per effetto del campo magnetico è appunto quella che si deve avere per corpuscoli carichi negativamente.
Se immaginiamo il cammino dei corpuscoli negativi orizzontale da Est verso Ovest, e il campo magnetico orizzontale da Nord verso Sud, la forza che fa deviare i corpuscoli dal loro cammino è verticale e diretta verso il basso, secondo la nota legge del Fleming. Ora tale è appunto la deviazione che subiscono i raggi catodici.
Inoltre il Perrin4 ha dimostrato che se i raggi catodici cadono sopra una lamina metallica comunicano ad essa una carica negativa.
Finalmente i raggi catodici sono deviati anche da un campo elettrostatico. Il Thomson riuscì a dimostrarlo adoperando un tubo a gas molto rarefatto. L’esperienza presente nel tubo ionizzandosi diviene conduttore e il campo elettrico non esiste più. Nell’esperienza del Thomson vengono disposti nell’interno del tubo e parallelamente al cammino dei corpuscoli due piatti metallici collegati con i due poli di una batteria; i raggi catodici vengono deviati, e precisamente attirati dal piatto positivo.
Tutto questo conferma ampiamente l’ipotesi corpuscolare sulla natura dei raggi catodici.
I corpuscoli negativi che li costituiscono presero il nome di elettroni nome che fu dato per primo da J. Stoney nel 1874.
Non è soltanto nei raggi catodici che si riscontrano gli elettroni. Se ne possono ottenere dai metalli arroventati e dalle fiamme. Anche spontaneamente da molti corpi escono elettroni, in modo speciale ne escono in grande quantità da quei corpi che si dicono radiattivi.
Sulla natura degli elettroni importa conoscere la loro velocità, la loro carica elettrica, la loro massa materiale o ciò che ne tiene le veci.