Interazioni Elettriche e Scoperta delle Particelle Subatomiche

Le cariche dello stesso segno si respingono, mentre le cariche di segno opposto si attraggono. L'attrazione si manifesta anche tra un oggetto neutro e un oggetto carico, positivamente o negativamente, a causa dell'induzione di carica opposta che l'oggetto carico produce nel neutro.

La Scoperta dell'Elettrone

Nel 1897, il fisico inglese Joseph Thomson utilizzò il tubo di William Crookes per separare la parte positiva dalla parte negativa dell'atomo. Il tubo di vetro sotto vuoto (senza atmosfera) conteneva placche metalliche. Una placca era collegata al polo negativo di un potente generatore elettrico, e l'altra al polo positivo. La placca negativa fu chiamata catodo, e la placca positiva anodo. La radiazione proveniente dal catodo produceva una luminescenza verdastra sullo sfondo del tubo, dopo aver attraversato il foro della placca positiva. Tali radiazioni furono chiamate raggi catodici. In questo modo, fu possibile dimostrare che:

• I raggi catodici sono formati da particelle cariche negativamente, chiamate elettroni.
• Cambiando il metallo del catodo, si ottenevano sempre fasci di elettroni.

Questo esperimento portò alla conclusione che gli atomi di tutti gli elementi contengono le stesse particelle negative, chiamate elettroni.

La Scoperta del Protone

Le particelle positive degli atomi furono scoperte attraverso esperimenti dettagliati da Eugen Goldstein, il quale identificò altre particelle che si muovevano verso il polo negativo, formando un fascio di raggi anodici. Si trattava quindi di particelle con carica positiva. In questo caso, la provenienza era il gas rarefatto contenuto nel tubo e non il metallo della piastra. Alla fine, Goldstein scoprì che:

• Le masse delle particelle positive erano diverse, a seconda del gas contenuto nel tubo.
• La massa della particella positiva più piccola fu rilevata quando il tubo conteneva idrogeno.
• Le masse delle altre particelle positive erano sempre multiple della massa dell'idrogeno.

Si ipotizzò che, perdendo elettroni, gli atomi si trasformassero in frammenti positivi. Poiché le masse positive erano multiple di quella dell'idrogeno, si concluse che gli atomi dovevano essere costituiti da una parte fondamentale. Questa particella elementare positiva, che ha la stessa carica dell'elettrone ma una massa molto maggiore, fu chiamata protone.