A existência de uma estreita relação entre matéria e eletricidade fica evidente com os trabalhos de Michel Faraday sobre
eletrólise. Eles também indicavam que a eletricidade era constituída por partículas materiais, hipótese confirmada pelos estudos sobre a capacidade dos gases de conduzir correntes elétricas.
Raios catódicos
Em 1875, o físico William Crookes idealizou um tubo com dois eletrodos e vácuo quase perfeito. A pressão interna do tubo era de cerca de 0,0001 atm. Aplicando uma diferença de potencial entre os eletrodos, surgia uma fluorescência amarelo-esverdeada no lado oposto ao cátodo (eletrodo negativo), que se aquecia. Ao introduzir-se um objeto no tubo, aparecia uma sombra nítida. Aplicando-se um campo elétrico, a fluorescência desviava-se como uma carga negativa. Ao pôr uma ventoinha no tubo, ela girava.
| O giro da ventoinha era um sinal de que os raios tinham massa. Esses raios receberam o nome de raios catódicos.
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O físico norte-americano Robert Millikan, calculando a massa dos raios, viu que coincidia com a dos elétrons. Eles não dependiam da natureza do gás presente no tubo. Portanto, concluiu que os elétrons estão presentes em todos os átomos.
Em 1886, o físico alemão Eugen Goldstein demonstrou que, ao perfurar o cátodo de uma ampola de descarga de gás, aparecia uma luminescência por trás do cátodo. Mais tarde, o físico Wilhelm Wien observou que esses raios eram positivos e que sua massa e sua carga dependiam da natureza do gás que ocupava o interior do tubo. A menor massa, obtida com o hidrogênio, coincidia com a massa do próton, sendo a carga também igual à do próton.
Portanto, os prótons são também partículas constituintes de todos os átomos.
