L’elettrone

L’elettrone

L’elettrone (simbolo e) è la più piccola particella con carica elettrica negativa presente in maniera stabile in tutti gli atomi.

L’esistenza dell’elettrone venne dimostrata dal fisico inglese J.J.Thomson che studiava gli effetti delle scariche elettriche sui gas rarefatti, cioè tenuti ad una pressione minore di quella dell’atmosfera, contenuti in particolari tubi di vetro trasparente, chiamati tubi catodici. Al loro interno erano fissate due placche metalliche, chiamate elettrodi, collegate ad un generatore elettrico. La placca collegata al polo negativo fu chiamata catodo (-) mentre quella collegata al polo positivo venne chiamata anodo (+). Venivano svolti questi esperimenti perché in tali condizioni il flusso di elettricità provoca un’emissione di luce e si cercava di scoprire di più su questo fenomeno.

Thomson notò un’altra cosa: riducendo la pressione del gas ad un milionesimo di bar (unità di misura della pressione) e aumentando molto la carica elettrica accumulata sugli elettrodi dal catodo venivano emessi fasci di particelle che divennero visibili quando toccavano una parte del tubo ricoperta di solfuro di zinco. Thomson chiamò questi fasci raggi catodici.

Successivamente si scoprì che queste particelle hanno carica negativa, che la loro massa (il cui valore è 0,0005 u) è sempre molto più piccola di quella dell’idrogeno (pari a 1,008 u), l’atomo più leggero, e che le loro caratteristiche sono sempre le stesse anche si si cambia il metallo dell’elettrodo o il gas contenuto nel tubo. Queste particelle vennero chiamati elettroni.

Tra il 1909 e il 1912, il fisico statunitense R.A.Millikan riuscì a determinare la carica elettrica dell’elettrone, chiamata anche carica elementare. All’interno di un recipiente verticale connesso a una pompa a vuoto e che conteneva aria a bassa pressione fissò due piastre metalliche con carica elettrica di senso contrario. La piastra superiore era provvista di un forellino da cui Millikan fece passare alcune goccioline d’olio. Queste si trovarono tra le due piastre e tramite i raggi X vennero caricati negativamente.

Grazie alla carica delle due piastre le goccioline d’olio rimanevano sospese e applicando la legge di Coulomb, conoscendo la carica elettrica delle due piastre e la distanza tra la particella e le piastre e bilanciando la forza di gravità, Millikan riuscì a calcolare la carica elettrica sulla goccia. Ripetendo l’esperimento molte volte la carica risultò sempre -1,7 ∙ 10-19 C o un suo multiplo intero e concluse che le gocce d’olio potevano assorbire uno o più elettroni e che la carica con il valore più piccolo corrispondeva alla carica elettrica di un singolo elettrone.

formula carica elementare dell'elettrone
Legge di Coulomb e formula inversa per trovare la carica elementare

Vedi anche: Com’è fatto un atomo