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Williams Crookes (1832-1919) llevó a cabo estudios en un tubo de vidrio al vacío, en el cual se habían insertado en los extremos unos electrodos. Al conectar los electrodos a una fuente de voltaje,uno de ellos adquiere carga positiva (ánodo o electrodo positivo) y el otro una carga negativa (cátodo o electrodo negativo). Al aplicar un alto voltaje, el tubo de vidrio al vacío comenzaba a emitiruna luz. Esta luz se desviaba al colocar un imán cerca de él. Estaba convencido de que este haz luminoso, que ahora conocemos como rayo catódico, estaba formado por partículas con carga. ¿Qué eranestos rayos catódicos?..
Robert Millikan (1909) estableció la carga del electrón. Se uso una cámara atomizadora para rociar una niebla de aceite. Cuando una gotita de aceite caía a través de un orificiohasta la cámara inferior, recogía electrones producidos irradiando el aire con rayos X. El movimiento de la gota con carga negativa que caía se podía retardar o detener, ajustando la fuerza eléctricade placas en extremos opuestos. Millikan pudo calcular la cantidad de carga de una gota porque conocía la magnitud de la fuerza eléctrica de las placas y podía conocer la masa de la gota. Millikandemostró que si bien la carga eléctrica de una gota no era siempre la misma, era un múltiplo de -1.6 x 10-19 coulomb. Dedujo que este valor es la carga del electrón. Así, se tenía la relación carga/masay la carga, entonces se podía calcular la masa del electrón (= 9.11 x 10-28 gr.).
James Chadwick (1932) descubrió el neutrón, una partícula con la misma masa del protón, pero sin carga eléctrica.Chadwick peso independientemente un volumen de gas hidrógeno y un volumen de gas helio, y se percató que el He que tenía sólo dos protones debía pesar el doble que el hidrógeno que tenía un solo protón;sin embargo los resutados experimentales mostraron que el helio pesaba cuatro veces el hidrógeno. Su propuesta fue que el exceso de masa del helio, se debía a que tenían que existir otras dos...