الكشف عن حقائق حول أشعة المهبط بواسطة العالم “طومسون”

1997 قطوف من سير العلماء الجزء الأول

صبري الدمرداش

KFAS

أشعة المهبط العالم طومسون الفيزياء

أصبح طومسون في عام 1897 (أباً للإلكترونات) عندما اكتشف هذه الجسيمات الصغيرة واضعاً بهذا أساس نظرية الطبيعة الكهربائية للمادة.

وقد كان تكوين أشعة المهبط أمراً شغف العلماء في ذلك الوقت. وهذه (الأشعة) كان قد اكتشفها كروكس عندما مرَّر شحنة مرتفعة من الضغط الفولتي خلال أنبوبة زجاجية مفرغة الهواء، وأنبوبة كروكس هي الأنبوبة التي استخدمها رونتجن عندما اكتشف الأشعة السينية.

وكانت هناك نظريتان لكلٍ منهما مؤيدون ومحامون. فقد كان طومسون، من مؤيدي النظرية الأولى ومحاميها، يعتقد أن أشعة المهبط ما هي إلا جسيماتٍ مكهربة، بينما كانت ترى وجهة النظر الأخرى أن تلك الأشعة إنما هي تخالف الجسيمات المكهربة. الضِّد بالضِّد.

وفي محاولة لحسم الأمر استخدم طومسون جهازاً شبيها بذلك المبين بالرسم (شكل رقم 62). فأشعه المهبط المتولدة في المهبط مشارٌ إليها بحرف ك، تمر من خلال فرجة ضيقة موصولة بالحرف أ، وبذلك تحدث منطقة ضيقة من الضياء الفوسفوري في الأنبوبة.

تناول طومسون مغناطيساً ومرَّ به من الأنبوبة، وعندئذ تحركت منطقة الضياء الفوسفوري مثبتاً بذلك أن الأشعة قد أُميلت. حرَّك المغناطيس حتى مالت الأشعة واتجهت إلى الفتحة الموجودة على الدرع.

وعندما نفذت الأشعة من الفتحة أظهر الكشاف الكهربائي الموصل بالقطب المستقبل انحرافاً كبيراً. وهنا قال طومسون: إذن فأشعة المهبط ما هي في الحقيقة إلا كهرباء سالبة.

لم يقتنع المعارضون بذلك. ورؤى أن أشعة المهبط يمكن أن تنحرف في الحقيقة بواسطة مغناطيس، ولكنها لم تنحرف بواسطة مجال من الكهرباء الساكنة.

والمجال الكهربائي الساكن هو نفس المجال الذي يجعل قضيباً صلباً من المطاط، أو مشطاً، يجذب قصاصات من الورق عندما يُدلك بدالك من الصوف.

وقد حاول هيرتز أن يحرف الأشعة عن طريق الكهرباء الساكنة فأخفق. وكان هناك اعتراضٌ واحدٌ ممكن، وهو أنه ربما لم يكن الفراغ كبيراً بالقدر الكافي، وهذا من شأنه إفساد المجال الكهربائي الساكن.

فرَّغ الأنبوبة إذن تفريغاً أكبر ثم حاول مرة ثانية. وفي هذه المرة انحرفت الأشعة. إذن لقد بيَّن طومسون أن أشعة المهبط قد انحرفت بواسطة كلٍ من المجالين المغناطيسي والكهربائي.

ولكن عَلامَ يدل هذا؟. على شيءٍ واحد، وهو أن أشعة المهبط ليست أشعة على الإطلاق، وإنما هي سيلٌ من الجسيمات المشحونة كهربائيا.