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experimento de Thomson

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Al finalizar el siglo XIX se realizó uno de los experimentos cruciales de la física: J. J. Thomson (1856-1940) usó la idea que se acaba de describir para medir la razón que hay entre la carga y la masa del electrón. Para este experimento, efectuado en 1897 en el laboratorio Cavendish, en Cambridge, Inglaterra, Thomson utilizó el siguiente aparato, en un contenedor de vidrio al alto vacío se aceleraron electrones provenientes del cátodo caliente, para formar un haz mediante una diferencia de potencial V entre los dos ánodos A y La rapidez v de los electrones estaba
determinada por el potencial de aceleración V. La energía cinética es igual a la pérdida de energía potencial eléctrica eV, donde e es la magnitud de la carga del electrón. Los electrones pasan entre unas placas P y P’ donde se encuentra en un campo eléctrico uniforme E, transversal a la velocidad de las partículas, donde se aceleran y chocan contra la pantalla al final del tubo, que está recubierto de un material que emite fluorescencia (brilla) en el lugar del impacto.
Desarrollando las ecuaciones de fuerza se obtiene
 
e/m = E^2/(2VB^2) donde e es la carga eléctrica de la partícula.
 
Todas las cantidades en el lado derecho se pueden medir, así que se determina la razón e/m de la carga a la masa. Con este método no es posible medir e ni m por separado, solo su proporción. El aspecto más significativo de la mediciones de e/m de Thomson fue que descubrió un valor único para tal cantidad, el cual no dependía del material del cátodo, del gas residual en el tubo ni de algo más en el experimento. Esta independencia demostró que las partículas en el haz, que ahora llamamos electrones, son un constituyente común de toda la materia. Así, a Thomson se le da el crédito por descubrir la primera partícula subatómica: el electrón. También descubrió que la rapidez de los electrones en el haz era cerca de un décimo de la rapidez de la luz, mucho mayor que cualquier otra rapidez que se hubiera medido antes para una partícula material. 
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