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quinta-feira, 7 de agosto de 2014

O ÁTOMO DE J.J.THOMSON (ENEM)

Em 1859 descobriu-se os raios catódicos. Surgiam então, técnicas mais controladas no estudo de passagem de corrente, com a substituição de líquidos por gases a baixa pressão. Se em um tubo fechado (ampola de vidro), contendo dois eletrodos e tendo uma das paredes revestidas com o elemento químico fósforo, for feito vácuo, ao se aplicar uma diferença de potencial elétrico entre os eletrodos, aparecerá uma fluorescência. Esta fluorescência é causada pelos raios catódicos.
      Mas John Thomson se debatia quanto à questão:
O tubo de raios catódicos simples, usado por J. J. Thomson.
Raios catódicos são partículas carregadas ou são ondas no éter?
       Os experimentos de Thomson foram realizados tendo como "pano de fundo" a controvérsia da natureza dos raios catódicos e todo o seu estudo foi realizado para esclarecer esta dúvida.     
       Em 1897, Thomson decidiu medir a razão carga/massa dos raios catódicos para identificar se os raios catódicos eram íons (se a razão carga/massa não fosse constante) ou se eram uma partícula carregada universal (se a razão carga/massa fosse constante para todos os gases).
       Thomson, em sua famosa experiência de 1897, utilizando um tubo de raios catódicos  para aplicar simultaneamente campos elétricos e magnéticos aos raios, comprovou que os raios catódicos se comportavam como partículas negativamente carregadas
Equilibrando o efeito do campo elétrico e o do campo magnético, e com as leis básicas da eletricidade e do magnetismo, Thomson pôde calcular a razão entre a carga e a massa das partículas no feixe. Demonstrou que a razão numérica entre carga elétrica (e) e massa (m) - em unidades do Sistema Internacional (SI), Coulomb (C) para a carga e quilograma (Kg) para a massa - era da ordem de 1,7 x 1011 para todas as substâncias por ele investigadas. Assim, concluiu que os raios catódicos eram constituídos por partículas carregadas e que essas partículas (depois chamadas de elétrons) eram universais, ou seja, eram as mesmas, qualquer que fosse a substância investigada.
Thomson não pôde, porém, determinar, independentemente uma da outra, a massa e a carga.        
       Coube ao físico americano Robert Andrews Millikan (1868-1953) medir a carga de um elétron e assim possibilitar o cálculo de sua massa.
O fato de serem produzidos raios consistindo de partículas negativamente carregadas num tubo de descargas de gás sugeria que raios de partículas positivamente carregadas também eram formados. Raios deste tipo foram descobertos por Goldstein (1886), que observou que, quando o cátodo de um tubo de descargas era perfurado por pequenos buracos, pontos de luz apareciam atrás dele. Ele concluiu que a luminosidade era causada por raios que se moviam em direção contrária às dos raios catódicos e passavam através dos furos no cátodo. Estes raios, que eram chamados de raios canal, eram desviados por campos elétricos e magnéticos, e a partir das direções das deflexões conclui-se que eles consistiam de partículas positivamente carregadas. Tal resultado deu origem à expressão geralmente  mais usada de raios positivos.
O tubo de Goldstein 

       A descoberta da radioatividade, a prova da existência independente do elétron dada por Thomson, juntamente com a descoberta dos raios positivos, forneceu um ponto de partida para as teorias sobre a estrutura atômica. A partir daí, Thomson começou a se indagar sobre a estrutura do átomo. Inicialmente, pensou que um átomo típico tivesse milhares de elétrons para dar conta da massa (considerando que a massa do elétron é aproximadamente 1,7 vezes menor que a massa do átomo de hidrogênio e tomando por hipótese que a massa da carga positiva fosse da mesma ordem de grandeza que a massa do elétron). Porém, os resultados experimentais não davam suporte a essa hipótese.
       Na ausência de informações sobre a maneira pela qual as cargas positivas e negativas estão distribuídas num átomo, Thomson propôs um modelo simples. Em 1904, Thomson propôs seu modelo atômico, mais conhecido como “pudim de passas”Thomson admitia que o átomo era uma esfera com carga positiva distribuída de forma uniforme, não tendo um caráter de partícula. Dessa forma, os elétrons, fazendo papel das passas, ficavam espalhados dentro dessa “massa positiva” e permeável, daí o nome do modelo, com o qual não era mais necessário o átomo ter muitos elétrons para dar conta da massa, sendo, então, o material positivo a parte mais massiva do átomo.


http://www.iq.ufrgs.br/ead/fisicoquimica/modelosatomicos/modelo_thomson.html

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