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전자는 언제 어떻게 발견되었을까?

Editor! 2019.04.30 14:26

전자전자는 언제 어떻게 발견되었을까?

『사이언스 북』 '전자'에서 알아보자.

 

 

오늘은 전자가 처음으로 발견된 날입니다. 전자는 1897년 4월 30일에 발견되었는데요. 우리의 일상에서 절대 없어서는 전기 에너지의 시초 '전자의 발견'을 『사이언스 북』에서 알아봅니다.

 


 

세계를 구성하는 첫 번째 조각은 1897년에 음극선관 안에서 발견되었다. 19세기 물리학자들이 좋아했고 텔레비전의 기초인 음극선관은 매우 단순한 장치이다. 공기를 뽑아 낸 유리관의 한쪽 끝에는 뜨거운 금속 전극이 붙어 있다. 여기에 높은 전압을 걸면 전극에서 보이지 않는 무언가가 나오고, 이것이 유리관의 반대쪽 벽에 칠해진 형광 물질을 때려 밝은 빛을 낸다. 19세기에 사람들은 음극선관에 나타난 이상한 현상을 보고 무서워하기도 했다.

 

물리학자들은 수십 년 동안 음극선으로 실험을 했지만, 정작 그것이 무엇인지 아는 사람은 아무도 없었다. 한 가지 공통적인 견해는 이것이 에테르(공간을 채우고 있다고 생각된 가설적인 매질) 속에서 전달되는 파동이라는 것이었다. 조지프 존 톰슨은 반대의 견해를 지지했는데, 그것은 음극선이 ‘높은 에너지로 전극에서 발사된 전하 입자’라는 것이었다.

 

톰슨은 음극선의 경로가 자석에 의해 휜다는 것을 알았고, 이것이 금속 용기에 잡히면 전하를 남길 것이라고 생각했다. 그는 음극선이 자기장과 전기장 속에서 얼마나 많이 휘는지 관찰하여, 어떤 금속에서 나온 것이든 모든 입자가 똑같은 전하 대 질량 비를 가진다는 것을 알아냈다. 이런 관찰을 한 것은 한 사람뿐이 아니었지만, 톰슨은 여기에서 훨씬 많은 것을 얻어냈다. 그는 이 ‘입자’가 전기의 보편적 운반자이자 물질을 구성하는 근본적인 성분이라고 제안했다.

 

톰슨은 원자가, 양전하의 공 속에 엄청난 수의 전자가 들어 있는 것이라고 생각했다. 이 모형은 약간의 성공을 거두었지만, 어니스트 러더포드가 원자 핵을 발견하기 이전에 이미 폐기되었다.

 

어니스트 러더포드 덕분에 우리는 오늘날 전자가 유일한 입자가 아니라는 것을 알게 되었지만, 전자는 여전히 세계의 모든 것을 구성하는 근본적인 성분이다. 전자는 모든 화학 결합을 이루고 물질들을 서로 묶는다.

 

 

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