في عام 1897، أجرى الفيزيائي الإنجليزي جوزيف طومسون سلسلة من التجارب على أشعة المهبط (أو أشعة الكاثود). أشعة المهبط هي أشعة كهربائية تنبعث من سطح الكاثود في أنبوب تفريغ.
أظهرت تجارب طومسون أن أشعة المهبط لها شحنة سالبة، وأن كتلتها صغيرة جدًا. وقد قدر كتلة الإلكترون بنحو 1/1836 من كتلة البروتون، وهي كتلة الذرة الأكثر شيوعًا.
بناءً على هذه الاكتشافات، استنتج طومسون أن أشعة المهبط تتكون من جسيمات دون ذرية ذات شحنة سالبة. وقد أطلق على هذه الجسيمات اسم "الإلكترونات".
وهكذا، فإن الاكتشاف الذي جعل طومسون يستنتج أن هناك جسيمات أصغر من الذرة هو اكتشاف أشعة المهبط وخصائصها.
وفيما يلي تفسير موسع لهذا الاكتشاف:
في البداية، كان يعتقد أن الذرات هي أصغر وحدة في المادة. ومع ذلك، أظهرت تجارب طومسون أن أشعة المهبط تتكون من جسيمات ذات شحنة سالبة. وقد كان هذا الاكتشاف مفاجئًا، لأنه كان يشير إلى أن الذرات يمكن أن تتكون من مكونات أصغر.
وقد كان اكتشاف الإلكترون خطوة مهمة في تطور فهمنا للذرة. وقد مهد هذا الاكتشاف الطريق لاكتشاف الجسيمات دون الذرية الأخرى، مثل البروتونات والنيوترونات.
وفيما يلي بعض النتائج المهمة التي توصل إليها طومسون من خلال تجاربه على أشعة المهبط:
- أشعة المهبط لها شحنة سالبة.
- كتلة الإلكترون صغيرة جدًا.
- الإلكترونات لها كتلة موجبة إلى سالبة تساوي 1/1836.
وقد كان هذا الاكتشاف ثورة في الفيزياء، وساعد في تشكيل فهمنا الحديث للذرة.
