化學原理啟迪7
徐弘毅：
1. 所有的物質都是由原子組成，原子是什麼？必須有清楚的定義。
2. 從道耳頓到坎尼札羅，我們知道原子有體積、有質量，每種元素都有各自的質量，這些性質是原子們彼此的相似性或相異性；但是，原子的共通性是什麼？
3. 為了找到原子的共通性，英國化學家湯姆生設計「陰極射線管」，在部分真空的玻璃管柱兩端，安置接上電源的金屬板，結果在玻璃管的空中產生一束負電荷粒子流。
4. 湯姆生發現，不管換什麼樣的金屬板(其他種類元素)，都會產生「負電荷的粒子流」(電子)，因此，他大膽推測，世界上所有的元素都有這種「負電的粒子」，現在稱為電子。
5. 電子，是所有原子的共通性，也是組成原子的更小單位。電子的性質又是如何呢？
6. 湯姆生再次利用「陰極射線管」，測量電子的「電量」與「質量」的比較值，稱為荷質比。
7. 測量質量的一個辦法就是，用秤子把重物拉起來，但是電子太小顆，沒有辦法拿起來秤重。
8. 所以，湯姆生利用「正負相吸」的原理來拉起電子，把「陰極射線管」中的直線電子束，用「外加電場」拉到偏轉，看需要多少力量；
9. 外加電場，就像拉起電子群這一大堆東西的秤子；電子束偏轉，就是東西被拉力拉起來，抵抗了地心引力。
10. 「外加電場」把電子束拉到偏轉的電量，就可代表一整群電子束的「質量」；而「陰極射線管」為了製造出電子流，灌注到金屬板的電量，就是這一整群電子束的「電荷強度」。把這二個數值互相比較，就會出現「荷質比」：
e/m = -1.76×10 8次方 C/g
11. 因為定義上，每一顆電子都是一樣的，所以，一萬顆、一億顆電子的「荷質比」，應該很接近一顆電子的「荷質比」。
12. 不過米立坎還是想知道，到底一顆電子的質量或電量是多少？那就要想出一個可以秤出「一顆電子」的電量或質量辦法，這就是「帶電荷的油滴實驗」。
13. 米立坎讓極化的油滴，處在上頭是「正極」、下頭是「負極」的二個電板之間。
14. 每一個油滴分子因為自己「質量」的關係，會受到「地心引力」的影響往下降；可是另一方面，因為每一個油滴分子以經被「極化」，都帶有「電子」，而電子是「負電荷」，會跟上頭的「正電電板」產生一個「正負相吸」的力量。當這二股力量相當的時候，油滴就會在空中懸浮，不會掉下來。
15. 帶電子的油滴懸浮的意思就是，「電子」(受正電板影響)吸引分子的力量，等於分子(受地心引力影響)的「質量」。
16. 電子吸引分子的力量，可以從正電板到底通多少電量推測出來。
17. 因為電板的正電量如果高於分子的負電荷，就會把油滴往上吸，全都吸附到正電板上；如果電板的電量低於分子的負電荷，那就是讓油滴往下降，全都掉到下頭的負電板上；所以，油滴懸浮就代表正電板的電量等於分子的電量。
18. 油滴分子的質量，把所有油滴分子收集起來測量，就可以得到。
19. 如果我們知道一個分子的分子量，又知道所有油滴分子的總質量；那麼，把所有油滴分子的總質量，除以，一個分子的分子量，就可以知道到底有多少個油滴分子，也就是油滴分子的數量。
20. 假設每一個油滴分子都有一個電子，那麼，把所有油滴的電量(正電板的電量)，除以 油滴分子的總數量，就得到每一個電子的電量。
21. 然後，米立坎又利用湯姆生的「荷質比」公式，利用已知每一個電子的電量，推算出每一個電子的質量是9.11×10 -31次方。
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