العالم الذي أوجد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته هو.
الإجابة الصحيحة هي : طومسون.
العالم الذي أوجد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته
نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته هي كمية أساسية في الفيزياء، تمثل مقدار الشحنة الكهربائية للإلكترون مقسومًا على كتلته. وتستخدم هذه النسبة في مجموعة واسعة من الحسابات الفيزيائية، بما في ذلك حسابات المجالات الكهربائية والمغناطيسية وتفاعلات الجسيمات الأولية.
يعود الفضل في اكتشاف نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته إلى العالم الفيزيائي البريطاني جوزيف جون طومسون. وقد أجرى طومسون سلسلة من التجارب الرائدة في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين والتي أسفرت عن تحديد هذه النسبة.
التجارب المبكرة
بدأ عمل طومسون بدراسة أشعة الكاثود، وهي تيار من الإلكترونات المنبعثة من الكاثود السالب لأنبوب تفريغ كهربائي. وفي تجربته الشهيرة، استخدم مجالاً مغناطيسياً ومجالاً كهربائياً لتحديد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.
وضع طومسون في البداية مجالا مغناطيسياً في أنبوب التفريغ. وتحت تأثير هذا المجال، انحرفت أشعة الكاثود في مسار دائري. ثم أضاف طومسون مجالا كهربائيا عموديا على المجال المغناطيسي. وتسبب المجال الكهربائي في انحراف أشعة الكاثود في الاتجاه المعاكس.
قياس نسبة الشحنة إلى الكتلة
بمقارنة مقدار الانحرافين المغناطيسي والكهربائي، تمكن طومسون من حساب نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته. وجد أن هذه النسبة تساوي 1.758820 × 10^11 كولوم/كيلوجرام، والتي تختلف اختلافًا طفيفًا عن القيمة المقبولة حاليًا والتي تبلغ 1.7588200 × 10^11 كولوم/كيلوجرام.
تأثير نسبة الشحنة إلى الكتلة
أثبتت تجارب طومسون دورًا محوريًا في فهم طبيعة الإلكترون. كما أظهرت أهمية نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في تفسير مجموعة واسعة من الظواهر الفيزيائية.
تطبيقات نسبة الشحنة إلى الكتلة
تستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في العديد من التطبيقات، منها:
قياس كتلة الإلكترون: يمكن حساب كتلة الإلكترون من خلال معرفة شحنته ونسبة شحنته إلى كتلته.
حساب المجالات الكهربائية والمغناطيسية: تستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في حساب شدة المجالات الكهربائية والمغناطيسية الناتجة عن حركة الإلكترونات.
دراسات الجسيمات الأولية: تُستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في تحليل تفاعلات الجسيمات الأولية مثل تصادمات الإلكترونات والبوزيترونات.
تطوير النسبية الخاصة
أدت نتائج تجارب طومسون أيضًا إلى تطوير نظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين. أظهرت تجارب طومسون أن سرعة الإلكترون لا تؤثر على نسبة شحنته إلى كتلته. وهذا يشير إلى أن سرعة الضوء ثابتة لجميع المراقبين، بغض النظر عن حركة مصدر الضوء.
كان اكتشاف جوزيف جون طومسون لنسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته إنجازًا علميًا بارزًا. لقد مهدت تجاربه الطريق لفهم طبيعة الإلكترون والتطور اللاحق لنظرية النسبية الخاصة. وتظل نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته كمية أساسية في الفيزياء الحديثة، وتستخدم في مجموعة واسعة من الحسابات والتطبيقات.