A razão q/m do elétron
Em 1897, Thomson realizou uma série de experiências para determinar a razão entre a carga q e a massa m das partículas que compunham os raios catódicos. As experiências consistiam na observação da deflexão dos raios catódicos por meio de campos elétricos e magnéticos.
A figura acima mostra o aspecto básico do aparelho utilizado por Thomson. O tubo contém um gás à baixa pressão pois somente nessas condições é possível observar a deflexão dos raios catódicos.
O catodo C está sob um potencial negativo de centenas de volts e o anodo S1 está aterrado. Devido a essa diferença de potencial, os raios catódicos (elétrons) movem-se em direção ao anodo S1, que contém uma fenda pela qual um grande quantidade de raios catódicos passam.
Seguindo em frente, os raios catódicos encontram um anteparo S2, que também possui um fenda. A função desse anteparo é colimar o feixe de raios catódicos de forma que, na ausência de campos elétrico e magnético, o feixe desloca-se em linha reta (linha preta da figura), atingindo a parede do tubo no ponto O e formando uma mancha luminosa.
As placas P1 e P2 são duas placas metálicas paralelas por entre as quais passam os raios catódicos. Nessas placas é aplicada uma diferença de potencial para criar um campo elétrico entre elas. Se a placa P1 for positiva, os raios catódicos serão defletidos para cima e seguirão a trajetória vermelha da figura atingindo o tubo no ponto A (onde surgirá um ponto luminoso). No lado externo do tubo existe um escala na qual lê-se a medida da deflexão sofrida pelos raios catódicos.
Em virtude das partículas possuírem carga elétrica, ao cruzarem a região entre as placas onde há um campo elétrico 
, elas sofrerão a ação de uma força elétrica 
, que as desviará para cima.
Assim, elas sofrerão uma aceleração
para cima e serão defletidas por uma distância
onde t=l/v é o tempo em que as partículas sofreram a ação da força elétrica, l é o comprimento das placas P1 e P2 e v é a velocidade das partículas.
Desta forma, a deflexão será
A partir desta equação, pode-se determinar a razão q/m:
se a velocidade v das partículas for conhecida. Note que l é conhecido por construção, pois é o comprimento das placas P1 e P2, d é medido na escala externa ao tubo, E é o campo elétrico determinado a partir da diferença de potencial V aplicada entre as placas e da distância x entre elas (E=V/x).
Para determinar a velocidade v das partículas, Thomson aplicou um campo magnético na região das placas P1 e P2, gerado por duas bobinas dispostas uma de cada lado do tubo.
Quando uma corrente elétrica circula pelas bobinas, é produzido um campo magnético
perpendicular ao tubo e, conseqüentemente, ao feixe de raios catódicos e ao campo elétrico .
Como as partículas são carregadas eletricamente e estão se movendo com uma determinada velocidade v, sobre elas atuará uma força magnética 
dada por
Ajustando-se adequadamente o campo magnético, a força magnética defletirá os raios catódicos para baixo (na ausência de campo elétrico).
Thomson ajustou os campos magnético e elétrico de modo que a deflexão causada por um campo anulasse a deflexão causada pelo outro, fazendo com que o feixe acabasse se deslocando em linha reta. Isto significa que o módulo da força elétrica é igual ao módulo da força magnética:
ou seja,
A partir desta expressão, determina-se a velocidade v:
.
O campo magnético é determinado em função da corrente elétrica que circula nas bobinas e da sua geometria.
Procedendo da maneira descrita acima, Thomson foi capaz de determinar a razão q/m entre a carga elétrica e a massa das partículas que compunham os raios catódicos:
pois conhecia os valores de d, E, l e B.
Atualmente, o valor da razão q/m é 
coulomb/grama.
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