第五章 突破常规束缚（13）
在近20年时间里，关于阴极射线是粒子或是射线的争论一直都未停止。这场争论最终由英国物理学家汤姆逊所解决。自19世纪80年代起，汤姆逊就进行了放电现象方面的研究。关于阴极射线本质的争论自然引起了他的注意，经过认真的研究之后，他认为真空管中的阴极射线是带负电的微粒子流，这种带电粒子有很大的速度，并是沿直线运行的。1894年，他从更精巧的实验中坚信，阴极射线绝不是一种电磁辐射。
阴极射线粒子性的最终确证是在汤姆逊重复了赫兹的实验之后。汤姆逊发现，赫兹当年的失败主要是由于真空度不够高，引起残余气体的电离，静电场建立不起来所导致的。他说：“我重复这一实验时，起初也得到和他同样的结论，但后来发现不偏转的原因是由于阴极射线使稀薄的气体产生导电性。我在对电流进行测量时，发现真空度提高时导电性消失得很快。显然，在很高的真空度下做赫兹实验，有可能观察到阴极射线受静电力偏转的现象。”
汤姆逊从实验结果中完全证实了阴极射线是带负电的粒子流的结论。阴极射线是带负电的粒子流的结论已是确定无疑的了。但这些粒子是原子、分子，还是更小的微粒呢?汤姆逊对此作了更进一步的研究。汤姆逊通过计算，发现克鲁克斯使小风轮转动的实验，不能用分子流的作用来加以解释，这个作用力太小。
汤姆逊用了两种方法测定阴极射线微粒的荷质比e/m值。第一种方法是将一束阴极射线通过强磁场使其偏转后撞击已知热容的固体，使其动能转化为热，测出热量可算得动能，代入数学公式可求得e/m值。第二种方法则是用电场和磁场使阴极射线发生偏转去测得e/m值。他测得的荷质比e/m之数量级为107单位／克，这要比在众所周知的电解过程中测得的氢离子的荷质比大上