Découverte de l'électron

Doc. 1

Du tube de Crookes à la découverte de l'électron par Thomson

À la fin du XIX^e siècle, William Crookes (1832-1919) découvre que si on place deux électrodes sous tension dans un milieu à faible pression, la cathode (électrode chargée négativement) émet des radiations détectées sur le fond du tube par un matériau fluorescent. Ces rayons ont été appelés « rayons cathodiques ».

Quelques années plus tard, en 1897, Joseph Thomson (1856- 1940) reprend ce tube en introduisant deux systèmes d'électrodes A/B et C/D. Les rayons cathodiques produits passent au travers des fentes des électrodes A et B, puis sont déviés lors de leur passage entre les électrodes D et E séparées de 1,5 cm.

Thomson observa :

“The rays were depressed when the upper plate was connected with the negative pole of the battery, the lower with the positive, and raised when the upper plate was connected with the positive, the lower with the negative pole. The deflexion was proportional to the difference of potential between the plates, and I could detect the deflection when the potential-difference was as small as two volts.”


Par la suite, Thomson réalise une nouvelle expérience en déviant les rayons cathodiques non plus par un champ électrostatique mais par un champ magnétique \vec B. Il détermina alors le rapport \dfrac{e}{m} des électrons constituant les rayons cathodiques.

Doc. 2

Le condensateur plan

Un condensateur plan est constitué de deux plaques métalliques entre lesquelles on induit une différence de potentiel, aussi appelée tension électrique U. Cette tension engendre un champ électrostatique uniforme \vec E_{\text{élec}} entre les deux plaques, dont on peut déterminer l'intensité à l'aide de la relation : E_{\text{élec}} = \dfrac{U}{d} (d est la distance entre les deux plaques en mètre avec U en volt (V) et E en newton par coulomb (N·C^-1)).

• m_{\text{électron}} = 9,109 \times 10^-31 kg ;
• e = 1,602 \times 10^-19 C ;
• g = 9,81 N·kg^-1.