Elektron
Elektron, Doğal elektrik yükü bulunan temel parçacık, Leptonlar sınıfından olan elektron, 1897'de, İngiliz fizikçisi J. J. Thomson tarafından, gazların içinde elektrik boşalımının oluşturduğu katot ışınlarının çözümlenmesi sırasında bulunmuştur. Thomson böylece, eski Yunan filozoflarından beri maddenin bilinemeyen en küçük parçacıklarının atomlar oldukları düşüncesini değiştirmiş ve her atomun, belirli sayıda daha küçük parçacık (elektron) taşıdığını kanıtlamıştır. İçinde elektrik yükü bulunan bu en küçük parçacığın, yani temel yükün bulunmasından sonra, bilim adamları, elektrik yükünün mutlak büyüklüğünün belirlenmesi sorununa yönelmişlerdir.
Elektrik yükleri, yüklerin artı ya da eksi olmasına göre birbirlerini çektiklerinden ya da ittiklerinden, bu tür yüklere bir ölçme birimi koymak için, mekaniğin alışılmış yöntemlerini izlemek yeterlidir. Ölçme birimi, benzer bir başka yükten belli bir uzaklığa konduğunda, bu yük üstüne belli bir güç (kuvvet) uygulayan yük diye tanımlanır. Santimetre, gram ve saniye temel mekanik ölçme birimleri olarak kullanıldığında, birim yük, kendinden bir santimetre uzaktaki benzer yüke bir dinlik bir kuvvet uygulayan yüktür. Buna elektrostatik birim (esb) denir.
İkinci adım, yük 1 esb'yle gösterildiğinde, aynı mutlak büyüklükte bir elektrik yük oluşturmak için kaç elektron gerektiğini ya da 1 esb'nin kaçta kaçının bir atomun yüküne karşı geldiğini belirlemektedir.
ELEKTRONUN YÜKÜ
Elektronun yükünün mutlak büyüklüğünün bilinmesi, daha geniş bilgilerin sağlanmasına yol açar. Elektronların yükleri ve atom çekirdekleri bilindikten sonra, sözgelimi elektronun çekirdek çevresinde dönme hızını gösteren fiziksel deneylerle, birbirlerini çektikleri güç belidenebilir. Aynı biçimde, iyonların yitirdikleri elektronları yeniden vakalayan güç ve çeşitli moleküllerdeki atomları bir arada tutan değerlik bağlarının sağlamlığı da belirlenebilir. Hattâ, fizikçiler, elektronun yük değerinin bilinmesiyle, elektronun kütle değerini belirleyebilirler. Elektronun kütlesini belirlemek için sürdürülen deneyler, doğrudan doğruya kütleyi vermez; ama, yük/kütle oranının değerini büyük bir kesinlikle ortaya koyarlar. Bu oranın payını ve paydasını bulmak için, bunlardan en az birinin doğrudan doğruya deneyle belirlenmesi gerekir. Yük bilinince, kütlenin değeri de belirienebilir. Elektron yükünün bilinmesi, bilim adamlarının aynı zamanda, Avogadro değişmezi'nin (bir maddenin 1 gram molekülü içinde atom sayısı) belirlenmesi için elektrolizden yararlanmalarını sağlar.
Proton ve kozmik ışınım parçacıkları gibi öbür temel parçacıkların yükü, karşıt işaretli de olsalar, elektron yüküne eşittir. Bu yük, elektron yükünü çok önemli bir evrensel değişmez -öbür değişmezleri belirlemek için bilinmesi gereken bir değişmez- kılar. Bu nedenle, elektron yükünün ölçülmesi, fiziğin her alanında büyük önem taşır.
ELEKTRON YÜKÜNÜN ÖLÇÜLMESİ
Fizikçilerin elektron yükünü ölçmek için birçok yöntemleri vardır. Bu yöntemlerden bazıları dolaylıdır. Söz gelimi, Avogadro değişmezi biliniyorsa ve elektron yüküne kadar atomun toplam yükü de biliniyorsa, bir elektronun yükü, yalın bir bölme işlemiyle belirlenebilir. Avogadro değişmezinin belirlenmesi için birçok yöntem vardır; ikinci etmen olan eiektrokimyasal eşdeğer ya da Faraday, elektroliz deneyleriyle ölçülebilir. Bununla birlikte fizikçiler bu dolaylı ölçmeyi yeterli bulmamışlar, olanak bulduklarında, kendilerini ilgilendiren nicelikleri ölçmek için dolaysız bir yol araştırmışlar ve 1908-1910 arasında dolaysız bir yol araştıran ABD'li fizikçi Robert A. Millikan, elektronların yükünü, "yağ damlası deneyi' adı verilen deneyle ölçmeyi başarmış.