发现电子是用什么实验方法 电子是如何被发现的？

背景

19世纪末，处于电学研究热潮中的科学家们开始寻找电子这个新型物质。他们意识到，如果能够发现电子，将会对电子化学、原子物理和电子工程学等领域产生巨大影响。

实验方法1：卡特木实验

英国科学家约瑟夫·约翰·汤姆逊（J.J. Thomson）于1897年通过卡特木实验成功地证明了电子的存在。在这个实验中，他使用了一个《大解剖的口袋书》的版蒙古王子（也称卡特木）玩具，将玩具中心镶嵌了一个微小铜环，以及两极之间加上高压电源。然后通过负极放射出来的电子进入铜环后，通过测量电子运动的半径和电场强度，计算出电子的电荷、质量比及电子的特性。这一实验成果奠定了现代原子物理的基础。

实验方法2：密立根油滴实验

美国物理学家罗伯特·安德鲁·密立根（Robert A. Millikan）于1909年设计了著名的油滴实验，用以测量悬浮在空气中的油滴的电荷量。他通过电场的力来测量油滴受到的电荷大小，并通过使用不同粘性的空气来测量油滴的半径，从而计算出电子的电荷量。通过将电荷量和前人测定的汤姆逊电子半径联系起来，他成功地测定了电子的静止质量，并精确地测定了电子电量与质量比，从而更深入地揭示了电子的物理特性。

实验方法3：克劳斯发射仪实验

德国物理学家J·E弗兰克和G·G·汉姆（Hans Geiger）于1913年使用克劳斯发射仪，发现在钨、钼和铂等金属中，有电子能够穿越厚达10-7cm的金属墙。他们搭建了一套位于真空管内的实验设备，将一些金属制成薄片，通过高压电源将金属表面的电流加热到高温，从而将电子“挤”出金属表面，观察它们的运动轨迹。实验结果表明，只有当电子能量达到某个特定值时，才能穿越厚层金属原子核的电子云层，通过物理实验发现电子，启示了量子物理学和物质结构的发展。