1. Percobaan Tabung Lucutan Gas
Pada tahun 1897, fisikawan Inggris J. J. Thomson (1856-1940) bereksperimen dengan alat yang disebut tabung sinar katoda, di mana arus listrik dilewatkan melalui gas pada tekanan rendah. Sebuah tabung sinar katoda terdiri dari tabung gelas tertutup dipasang di kedua ujungnya dengan disk logam yang disebut elektroda. Elektroda tersebut kemudian dihubungkan ke sumber listrik. Salah satu elektroda, yang disebut anoda, menjadi bermuatan positif sedangkan elektroda lainnya, disebut katoda, menjadi bermuatan negatif. Sebuah sinar cahaya (sinar katoda) melakukan perjalanan dari katoda ke anoda.Investigasi awal oleh Sir William Crookes dan lain-lain telah dilakukan untuk menentukan sifat sinar katoda ini. Thomson memodifikasi dan memperluas percobaan ini dalam upaya untuk mempelajari sinar misterius. Dia menemukan dua hal, yang mendukung hipotesis bahwa sinar katoda terdiri dari aliran partikel.Ketika sebuah benda ditempatkan antara katoda dan ujung tabung, itu membentuk bayangan pada kaca. Sebuah tabung sinar katoda dibangun dengan rel logam kecil antara dua elektroda. Melekat pada rel adalah roda dayung yang mampu berputar di sepanjang rel. Setelah memulai tabung sinar katoda, roda berputar dari katoda menuju anoda. Hal ini membuktikan bahwa sinar katoda terbuat dari partikel-partikel yang harus memiliki massa. Crooke pertama kali mengamati fenomena ini dan menghubungkannya dengan tekanan dengan partikel-partikel ini pada roda. Thomson benar menduga bahwa partikel-partikel tersebut menghasilkan panas, yang menyebabkan roda berputar.
percobaan tabung sinar katoda Dalam rangka untuk menentukan apakah sinar katoda terdiri dari partikel bermuatan, Thomson menggunakan magnet dan piring yang bermuatan untuk membelokkan sinar katoda. Dia mengamati bahwa sinar katoda dibelokkan oleh medan magnet dengan cara yang sama seperti kawat yang membawa arus listrik, yang diketahui bermuatan negatif. Selain itu, sinar katoda dibelokkan menjauh dari piring logam bermuatan negatif dan menuju pelat bermuatan positif.
Thomson tahu bahwa muatan yang berlawanan akan tarik menarik satu sama lain, sementara muatan yang sama akan tolak-menolak satu sama lain. Bersama-sama, hasil dari percobaan tabung sinar katoda menunjukkan bahwa sinar katoda sebenarnya sungai kecil dari partikel bermuatan negatif bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sementara Thomson awalnya menyebut partikel-partikel ini korpuskel, mereka yang kemudian dinamai elektron. 2. Percobaan Sinar Katoda
Elektron ditemukan oleh Joseph John Thomson pada tahun 1897. Penemuan elektron diawali dengan ditemukannya tabung katode oleh William Crookes. Kemudian J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode ini dan dapat dipastikan bahwa sinar katode ini merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan di antara katode dan anode.
Tabung sinar katode Sifat sinar katode, antara lain: 1. merambat tegak lurus dari permukaan katode menuju anode; 2. merupakan radiasi partikel sehingga terbukti dapat memutar baling baling; 3. bermuatan listrik negatif sehingga dibelokkan ke kutub listrik positif; 4. dapat memendarkan berbagai jenis zat, termasuk gelas. Dari hasil percobaan tersebut, J.J. Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron. J.J. Thomson berhasil menentukan perbandingan antara muatan dengan massa elektron (e/m) sebesar 1,76 × 108 C/g. Kemudian pada tahun 1909, Robert Millikan dari Universitas Chicago, berhasil menentukan besarnya muatan 1 elektron sebesar 1,6 × 10-19 C. Dengan demikian, maka harga massa 1 elektron dapat ditentukan dari harga perbandingan muatan dengan massa elektron (e/m).
Nilai e/m = 1,76 x 108 C/g , maka , Massa 1 elektron =9.11 x 10-28 g Setelah penemuan elektron, maka model atom Dalton tidak dapat diterima lagi. Menurut J.J. Thomson, atom merupakan partikel yang bersifat netral. Karena elektron bermuatan negatif maka harus ada partikel lain yang dapat menetralkan muatan negatif tersebut yaitu partikel yang bermuatan positif. Dari penemuannya tersebut, J.J. Thomson mengemukakan teori atomnya yang dikenal dengan teori atom Thomson, yaitu:
Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan di dalamnya tersebar elektron yang bermuatan negatif. Karena tersebarnya elektronelektron di dalam atom bagaikan kismis, sehingga disebut juga model atom roti kismis 3. Percobaan Milikan
Percobaan Millikan atau dikenal pula sebagai Percobaan oildrop (1909) saat itu dirancang untuk mengukur muatan listrik elektron. Robert Millikan melakukan percobaan tersebut dengan menyimbangkan gaya-gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada di antara dua buah pelat elektrode. Dengan mengetahui besarnya medan listrik, muatan pada tetes minyak yang dijatuhkan (droplet ) dapat ditentukan. Dengan mengulangi eksperimen ini sampai beberapa kali, ia menemukan bahwa nilai-nilai yang terukur selalu kelipatan dari suatu bilangan yang sama. Ia lalu menginterpretasikan bahwa bilangan ini adalah muatan dari satu elektron: 1.602 × 10−19 coulomb (satuan SI untuk muatan listrik). Tahun 1923, Millikan mendapat sebagian hadiah Nobel bidang fisika akibat percobaannya ini. Eksperimen ini sejak saat itu sering kali
diulang-coba dari generasi ke generasi dari siswa-siswa bidang fisika, walaupun demikian agak sulit dan mahal untuk melakukan eksperimen ini dengan tepat.
