Наблюдатель, который мог бы видеть протекающие элементарные заряды, является лишь продуктом воображения. Но при определенных обстоятельствах мы можем провести равноценные наблюдения. Например, мы уже считали число электронов в слабом пучке из электронной пушки. В этом разделе будет описан способ измерения числа элементарных зарядов посредством определения массы, переносимой ионами в растворе.

Для этой цели нужно взять несколько электролитических ванн, последовательно соединенных с батареей, как показано на рис. При таком соединении через каждую ванну проходит одно и то же число заряженных частиц. Различные ванны содержат растворы солей разных металлов, например серебра и меди. Электроды сделаны из платины (или угля), которая химически не взаимодействует ни с «одним из этих растворов. В систему входит также ванна, содержащая слабую кислоту, например соляную (НСl), молекулы которой вместо металла содержат водород, и ванна, содержащая Аl в соединении Аl₂0₃. Электролитические ванны с ионами серебра, меди и водорода можно изготовить самим. Ванна с ионами алюминия отлична от предыдущих. Окись алюминия А1₂0₃ растворяется в расплавленном криолите, и алюминий, который идет к отрицательному электроду, также находится в расплавленном состоянии. Ванны такого рода обычно применяются для очистки алюминия.
Когда ионы движутся через растворы, отрицательные электроды покрываются металлами, находящимися в растворенных солях.
Газообразный водород в виде пузырьков выделяется на отрицательном электроде в ванне, наполненной кислотой. Этот результат показывает, что если молекулы этих солей ионизованы, то положительные ионы переносят атомы металла (или, возможно, они являются положительно заряженными атомами металла). Когда эти ионы достигают отрицательных электродов, атомы металла обычно оседают на электродах. Видно также, что ионы водорода положительны, и при их нейтрализации на отрицательном электроде образуется газообразный водород.
Взвешиванием электродов до и после пропускания электрического тока через ванну можно определить массу осажденного в каждой ванне металла. Зная эту массу и массу моля металла, можно вычислить количество осажденных молей. Подобным же образом можно определить число молей водорода. В результате таких вычислений обнаруживается замечательный факт: на каждый моль осажденного серебра выделяется один моль атомов водорода, 1/2 моля меди и 1/3 моля алюминия.
Так как моль любого элемента содержит одно и то же число атомов, можно видеть, что заряд, переносимый одним ионом серебра, равен заряду, переносимому одним ионом водорода; заряд, переносимый одним ионом меди, в два раза больше заряда, переносимого одним ионом серебра, а заряд, переносимый одним ионом алюминия, в три раза больше. Вообще получается, что заряды всех ионов в растворе являются малыми целыми кратными единичного заряда, если за единицу принять заряд иона серебра (или иона водорода). Это крупнейшее открытие сделал Фарадей в 1833 г. Оно явилось первым убедительным доказательством существования элементарного заряда.
Наименьший заряд, переносимый ионом электролита — заряд иона серебра или иона водорода,— должен быть равен элементарному заряду, найденному в опытах Милликена. В пользу этого имеется целый ряд доводов Например, если ион водорода движется в растворе электролита к отрицательному платиновому электроду, он нейтрализуется электроном платины. Затем нейтральные атомы водорода соединяются, образуя газообразный водород, который выделяется в виде пузырьков на отрицательном электроде.
На другом электроде в этой же электролитической ванне нейтрализуются отрицательные ионы и образуется газ из нейтральных молекул. Отрицательные ионы теряют свой отрицательный заряд, отдавая обыкновенные электроны положительному электроду; эти электроны затем движутся по проводу к положительному зажиму батареи.
Вообще ионы любого вида, попадая на электроды электролитической ванны, превращаются в нейтральные атомы и молекулы, и эта нейтрализация осуществляется соединением с обычными электронами из платинового электрода или отдачей обычных электронов электроду. Поэтому все заряды ионов должны быть кратными элементарному заряду, и, вероятно, наименьший заряд иона тот же, что и элементарный заряд, который был обнаружен в опыте Милликена.
Приведенные данные сами по себе достаточно убедительны. Нет причины предполагать, что в мире имеется два вида элементарных зарядов; элементарный заряд, найденный при электролизе, по-видимому, точно соответствует элементарному заряду, обнаруженному в опытах Милликена. Другая проверка этого вывода будет предложена в следующем разделе. Кроме того, в конце этой части курса будет дано множество доказательств того, что атомы состоят из электронов и положительно заряженных частиц, которые в целом делают атомы нейтральными. Как уже известно, каждый электрон является носителем одного отрицательного элементарного заряда. Отсюда следует, что все построенное из атомов должно быть или нейтральным, или обладающим целым числом элементарных зарядов. Поскольку все, включая и ионы, построено таким образом, можно снова сделать вывод, что заряды ионов кратны элементарным зарядам.

Настройка серверов на базе Windows 2008. На портале Секреты Windows или howto по русски.