Теперь мы знаем, что эти лучи представляют собой поток электронов. Они вылетают из катода под действием сил электрического отталкивания, распространяются в почти пустом пространстве трубки, соударяются со стеклом, сообщая энергию атомам стекла (которые затем излучают ее как видимый свет), и, наконец, попадают на анод, через который и возвращаются к источнику электричества. Однако физикам XIX в. это было далеко не столь ясно. Предлагались разные толкования, и долгое время казалось, что они уводят исследователей в различных направлениях.
Сам Плюккер был сбит с толку тем обстоятельством, что, работая с платиновым катодом, обнаружил на стенках стеклянного баллона осажденную платиновую пленку. Тогда он решил, что лучи, возможно, состоят из мельчайших кусочков материала катода. Сегодня известно, что под действием сил электрического отталкивания с поверхности катода действительно отрываются кусочки материала (это явление называется распылением), но это не имеет никакого отношения к катодным лучам. Фактически Гольдштейн показал в 1870-х годах, что свойства катодных лучей не зависят от материала катода.
Плюккер обнаружил также, что положение свечения на стенках трубки можно изменять, перемещая вблизи трубки магнит. Как мы увидим в дальнейшем, это свидетельствует о том, что катодные лучи состоят из каких-то электрически заряженных частиц. Ученик Плюккера И. В. Гитторф (1824—1914) установил, что твердые тела, помещенные около небольшого катода, отбрасывают тени на светящиеся стенки трубки. Из этого наблюдения он сделал вывод, что лучи распространяются от катода по прямолинейным траекториям. То же явление наблюдал в 1878—1879 гг. английский физик, химик и спиритист Уильям Крукс :(1832—1919). В результате он пришел к выводу, что лучи представляют собой молекулы газа, находящегося в трубке, которые под воздействием катода приобретают отрицательный электрический заряд, а затем с огромной силой отталкиваются от него. (Кромуэлл Барли, физик и спиритист из окружения Крукса, еще в 1871 г. высказал предположение, что эти лучи являются «ослабленными частицами вещества, выбрасываемыми под действием электричества из отрицательного полюса».) Однако Гольдштейн опроверг гипотезу Крукса, отметив, что в катодно-лучевой трубке, откачанной до давления 0,000001 нормального атмосферного давления, лучи проходят не менее 90 см, тогда как средняя длина свободного пробега обычной молекулы в воздухе при таком давлении не превышает 0,6 см.
Совершенно иная теория была разработана в Германии на основе наблюдений талантливого экспериментатора Генриха Герца (1857—1894). В 1883 г., работая ассистентом в Берлинской физической лаборатории, Герц показал, что катодные лучи не отклоняются сколько-нибудь заметно наэлектризованными металлическими пластинами. Казалось, это исключало возможность того, что катодные лучи состоят из электрически заряженных частиц, ибо в таком случае частицы должны были бы отталкиваться пластиной, имеющей тот же заряд, что и частицы, и притягиваться пластиной с противоположным зарядом. Герц сделал вывод, что лучи, подобно свету, представляют собой волны. Правда, оставалось непонятным, почему такая волна должна отклоняться магнитом, но в то время природа света была еще не ясна и поэтому отклонение лучей под действием магнита не казалось столь уж невозможным. В 1891 г. Герц сделал еще одно наблюдение, которое вроде бы подтверждало волновую природу катодных лучей: лучи проходили сквозь тонкую золотую или другую металлическую фольгу почти так же, как свет через стекло.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.