원자의 증명

원자의 증명 한때 과학자들이 전자가 원자와 결합되었는지를 의심하여 문제가 발생했었다. 전자는 음의 전하를 운반하지만 원자는 전기적으로 중성이기 때문에 양의 전하가 원자의 어딘가에 있어서 전자의 전하를 중성화해야 한다는 것을 의미하였다. 따라서 전자가 원자에서 제거되면 남아있는 것은 양의 전하를 운반해야만 할 것이다. 전자를 원자에 추가하면 그 원자와 추가된 전자는 음의 전하를 운반할 것이다. 이것은 파러데이와 아레니우스의 양이온과 음이온을 설명해 줄 것이다. 1898년에 J.J. 톰슨은 최초로 전하를 설명하는 원자 구조를 제안하였다. 그는 한 세기 전에 가정된 대로 원자가 작고, 모습이 없지만 그것이 양의 전하를 운반한다고 주장하였다. 전자들은 양으로 하전된 원자 속에 묻혀서 전하를 중화하였다(마치 빵 속의 건포도처럼). 톰슨의 원자에 대한 개념은 아직도 고체의 원자에 남아 있으며, 많은 원자들이 좌우, 상하, 안팎으로 접촉하게 배열된다면 이 방법으로 형성된 고체는 말 그대로 `고체`가 되어야 한다. 그러나 그렇게 될 수가 없었다. 폰 레나르트는 1903년에 음극선을 구성하는 속도를 가진 전자들이 얇은 금속 막을 미끄러져 통과하는 것을 알았으며 이것은 원자가 적어도 어느 정도까지는 빈 공간을 가져야만 하는 것으로 보였다. 폰 레나르트는 원자가 작은 입자들의 구름으로 구성되며 그것들 중의 일부는 전자이고 그 중의 일부는 작은 크기의 양으로 하전된 입자들이라고 제안하였다. 양의 입자나 음의 입자는 전체적으로 중성을 이루도록 서로 쌍을 이루어서 서로를 회전하여야 하였다.