El descubrimiento del electrón.

J. J. Thomson

A mediados del siglo XIX, experimentando con la conductividad eléctrica de los gases en tubos de vacío, Thomson descubre que hay partículas más pequeñas dentro del átomo.

Los gases son aislantes para voltajes bajos, sin embargo, frente a voltajes elevados se vuelven conductores. Cuando en un tubo de vidrio que contiene un gas se hace parcialmente el vacío y se aplica un voltaje de varios miles de voltios, fluye una corriente eléctrica a través de él. Asociado a este flujo eléctrico, el gas encerrado en el tubo emite unos rayos de luz de colores, denominados rayos catódicos, que son desviados por la acción de los campos eléctricos y magnéticos.

Modelo de Thomson

Se determinó que los rayos catódicos estaban constituidos por partículas negativas, de naturaleza independiente al gas encerrado en el tubo, provistas de energía cinética, por tanto con masa. Se  llamó a esas partículas electrones, y poco después (hacia 1897) el mismo Thomson determinaría su relación carga/masa.
Había que plantear entonces un nuevo modelo atómico, ya que el átomo no era indivisible como decía John Dalton. Como el átomo es elétricamente neutro, Thomson propone su modelo del "puddin de pasas"  formado por una esfera positiva donde los electrones, mucho más pequeños, están incrustados en número suficiente para que el átomo sea eléctricamente neutro.

En 1909 Robert Millikan y Harvey Fletcher midieron la carga del electrón con el famoso experimento de la gota de aceite.

Este experimento implicaba equilibrar la fuerza gravitatoria hacia abajo con la flotabilidad hacia arriba y las fuerzas eléctricas en las minúsculas gotas de aceite cargadas, suspendidas entre dos electrodos metálicos. Dado que la densidad del petróleo era conocida (las masas de las “gotas"),  por lo tanto sus fuerzas gravitatorias y de flotación, podrían determinarse a partir de sus radios observados.

Usando un campo eléctrico conocido, Millikan y Fletcher pudieron determinar la carga en las gotas de aceite en equilibrio. Repitiendo el experimento para muchas gotas, confirmaron que las cargas eran todas múltiplos de un valor fundamental, y calcularon que es 1,5924.10^-19 C, dentro de un uno por ciento de error del valor actualmente aceptado de 1,602176487.10^-19 C. Propusieron que ésta era la carga de un único electrón.

En este enlace podréis ver una animación en flash que recrea el experimento de Millikan.
Experimento de Millikan