116. Il valore assoluto della carica d’un ione gassoso è stato trovato con un metodo molto ingegnoso da Wilson e da J. J. Thomson, al quale si deve specialmente il grande impulso acquistato negli ultimi tempi dallo studio della conduzione dell’elettricità attraverso ai gas, e dalla teoria degli elettroni.

Si è profittato, per questa determinazione, del fenomeno detto della condensazione in nebbia del vapor d’acqua soprasaturo.

Era noto che, provocando una rapida espansione dell’aria satura di vapor d’acqua, per il conseguente raffreddamento il vapore prima contenuto diviene eccedente, e si precipita sotto forma di goccioline finissime; ma le gocce, per formarsi, han bisogno di un nucleo, per es. i granellini di pulviscolo sempre esistenti, mentre se l’aria è privata del pulviscolo (con successive espansioni e precipitazioni di vapore che trasporta con sè i granellini nelle gocce prodotte) la condensazione non ha più luogo, a meno che non si ricorra a un’energica espansione, tale da accrescere almeno da 1 a 1,4 il volume primitivo del gas. Sottoponendo questa aria priva di pulviscolo all’azione d’un agente ionizzatore, gli ioni fanno da centri di condensazione, e basta l’espansione da 1 a 1,25 perchè la precipitazione abbia luogo sugli ioni negativi; per un’espansione maggiore fanno anche da centri gli ioni positivi.

In ogni caso la totalità del vapor d’acqua eccedente si precipita sui nuovi centri; e le gocce saranno minutissime e molto numerose se i centri sono in gran numero, e avranno invece volume e peso maggiore se i centri sono in numero minore.

La nebbia formata discende lentamente, come una nuvola limitata superiormente da un piano, entro il pallone di vetro destinato all’esperienza. E dalla velocità della discesa del limite superiore, che è la velocità di caduta delle goccioline, si può per virtù di un calcolo dovuto a Stokes (vol. I, § 54) dedurre il diametro d’ogni goccia, e quindi il suo peso. Il peso totale delle gocce è pure conosciuto, perchè è il peso del vapore eccedente che si condensa con la espansione prodotta. Si può quindi calcolare il numero totale delle goccioline, e quindi il numero effettivo di ioni negativi esistente nel pallone al momento dell’espansione.

D’altra parte, lasciando agire l’agente ionizzatore come prima, si può precipitare tutti gli ioni negativi sopra un piatto metallico all’interno del pallone, per mezzo d’un intenso campo elettrico. La carica acquistata dal piatto sarà la carica totale che vi è trasportata dagli ioni, e quindi la carica totale di questi. Conoscendo così il numero totale degli ioni negativi, e la loro carica complessiva, si potè dedurre la carica elettrica portata da un ione.

Il risultato di queste esperienze meritamente celebri fu il seguente: la carica elettrica di un ione negativo, e quindi anche quella di uno positivo, è sempre la stessa, qualunque sia il mezzo con cui si è prodotta la ionizzazione; essa coincide in valore assoluto con la carica d’un elettrone, cioè con la carica trasportata nell’elettrolisi da un ione monovalente, che è eguale, come vedemmo, a 1,1 × 10^-19 coulomb.