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Daiana Kaminski de Oliveira

Conhecido por J. J. Thomson, nasceu em Manchester, no dia 18 de dezembro de 1856 e faleceu em

Cambridge, no dia 30 de agosto de 1940, onde est enterrado na Abadia de Westminster, perto de Isaac

Newton, foi um fsico britnico que descobriu o eltron.

Estudou engenharia no Owens College e se mudou para o Trinity College em Cambridge. De 1884 a

1919 foi Professor Cavendish de Fsica. Em 1890 casou com Rose Elisabeth Paget, filha de Sir George Edward

Paget. Ele teve um filho, George Paget Thomson e uma filha, Joan Paget Thomson. Seu filho se tornou um

notvel fsico, recebendo o Prmio Nobel por descobrir propriedades ondulatrias nos eltrons.

Recebeu o Nobel de Fsica de 1906 pela descoberta das partculas de raios catdicos, ou seja, os

eltrons. Foi nomeado cavaleiro em 1908. Em 1918 se tornou mestre do Trinity College em Cambridge.(4)

As experincias de Thomson podem ser consideradas o incio do entendimento da estrutura atmica. Suas

experincias com o tubo de raios catdicos permitiu concluir irrefutavelmente a existncia dos eltrons. (1)

Thomson determinou que o tomo era feito de uma esfera positiva encrustada com vrias pequenas esferas

de cargas negativas; esse modelo recebeu o nome de "modelo do pudim de passas".

Descobrimento do eltron

Joseph John Thomson

1856-1940

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Daiana Kaminski de Oliveira

Raios Catdicos

Nesta poca, os fsicos estavam deslumbrados pelos

raios catdicos (2)

(so feixes de eltrons produzidos

quando uma diferena de potencial elevada

estabelecida entre dois eletrodos localizados no

interior de um recipiente fechado contend gs

rarefeito. Uma vez que os eltrons tm

carga negativa, os raios catdicos vo do eletrodo

negativo o ctodo - para o eletrodo positivo o nodo, (5) e trabalhavam duramente para entender

sua natureza. Alguns pensavam que os raios

deveriam ser uma forma de luz por que eles tinham

vrias das propriedades da luz: eles viajavam em

linha reta, produziam alteraes qumicas e brilho

fluorescente exatamente como faz a luz. Assim, os

raios catdicos seriam ondas eletromagnticas de

freqncias maiores ou menores do que as da luz

visvel. Entretanto, campos magnticos no desviam

a luz como o fazem com os raios catdicos. Como um

magneto defletia os raios catdicos da mesma forma

como defletia cargas negativas, alguns fsicos

acreditavam que os raios catdicos consistiam em

partcula carregadas negativamente.(2)

J. J. Thomson, em 1897, demonstrou que os raios catdicos ao se chocarem com o eletrodo de um eletrmetro, este acusa uma carga negativa. Demonstrou que tais raios so repelidos pelo eletrodo negativo, sendo desviados sob a ao de um campo eltrico. Considerando que tais resultados so obtidos independentemente do gs ou material do tubo utilizados, Thomson concluiu que, se os raios catdicos comportam-se semelhantemente a um corpo carregado negativamente, eles so cargas de eletricidade negativa transportadas por partculas de matria e que, tais partculas so encontradas em todos os tomos. A partir dessas experincias, Thomson buscou determinar a relao carga- massa m e para as partculas que constituem os raios catdicos. Em seus experimentos, Thomson dirigiu um feixe monoenergtico (de raios X ou de eltrons), atravs de uma delgada pelcula metlica, a um alvo composto por inmeros monocristais orientados ao

acaso. Desta forma haveria sempre, aleatoriamente, um

certo nmero de cristais orientados a um ngulo apropriado para promover a difrao do feixe. Um campo magntico, gerado em ngulo reto ao campo eltrico, faz com que os eltrons sejam defletidos na direo oposta a que causada pela carga eltrica. Na prtica, Thomson aplicou um campo magntico de intensidade conhecida atravs do tubo e verificou a deflexo do feixe de eltrons. Foi ento, aplicada

carga s placas at o feixe retornar ao seu ponto original de impacto, a partir da intensidade dos campos. Thomson bombardeou um eletrodo com raios catdicos e mediu a corrente eltrica que passava pelo eletrodo e o aumento da temperatura causada pelo bombardeamento. Com a temperatura e a capacidade calorfica do eletrodo, ele calculou a energia cintica (EC) das partculas que os raios catdicos transportavam. A partir de dados experimentais, a razo de carga de uma partcula por sua massa. Essa razo denotada por q/m (onde q a sua carga e m a sua massa) que foi 1,2x108 C/g, sabe-se que atualmente esse valor 1,7588x108C/g. Thomson verificou que tal relao mantinha-se constante para qualquer gs utilizado, o que levou Thomson a concluir que os raios catdicos no so formados por tomos eletricamente carregados, mas sim por fragmentos corpusculares de tomos, os quais foram

posteriormente denominados eltrons. (3)

Sabia-se que as trajetrias de partculas carregadas eram afetadas tanto por campos magnticos como por campos eltricos.

O eltron foi a primeira partcula

elementar constituinte do tomo a ser

identificada. Onde sua carga elementar

1,6022x10-19

C.(2)

Atualmente este comportamento

ondulatrio do eltron abriu caminho para a

construo de microscpios eletrnicos que,

devido ao comprimento de onda muito curto

do eltron, conseguem atingir dimenses

muito menores que os microscpios usuais

com luz visvel.

De acordo com os experimentos

modernos e dentro do contexto atual da

mecnica quntica, que a teoria bsica para

a descrio da matria, as partculas

elementares, como o eltron ou o fton, tm

um comportamento que no pode ser

representado unicamente por nossos modelos

de partculas e ondas, que so provenientes

de nossa experincia macroscpica.

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Daiana Kaminski de Oliveira

Uma analogia superficial talvez torne isto mais claro. Tal como o ornitorrinco, descrito

como uma mistura de coelho e de pato - uma analogia mais prxima de ns seria dada pelo

peixe-boi, uma mistura de boi e peixe, entretanto sem ser realmente nenhum dos dois, o

eltron (e as outras partculas elementares) tem, de fato, propriedades ondulatrias e

propriedades corpusculares. Mereceriam, como pensam muitos fsicos, at um novo nome -

quanton tem sido o sugerido - que tornasse claro que no so nem onda nem partcula,

embora possam apresentar as propriedades de ambas, dependendo do tipo de experincia a

que so submetidos, mas um objeto quntico mais complexo.(2)

Obras:

1883 - Tratado sobre o movimento dos anis dos vrtices.

1886 - "Aplicao da Dinmica Fsica e Qumica".

1892 - "Notas sobre Pesquisas Recentes em Eletricidade e Magnetismo". Tambm publica

os quatro volumes de "Propriedades da Matria".

1895 - "Elementos da Teoria Matemtica da Eletricidade e do Magentismo".

1897 - "Descarga de Eletricidade e do Magnetismo".

1903 - "Conduo de Eletricidade atravs dos Gases".

1904 - "Eletricidade e matria".

1907 - "A Teoria Corpuscular da Matria". Tambm publica o livro "A Estrutura da Luz".

1913 - "Raios de Eletricidade Positiva e suas Aplicaes Anlise Qumica".

1923 - "O Eltron na Qumica".

1936 - "Recordaes e Reflexes" (autobiografia). (1)

(1) https://pt.wikipedia.org/wiki/Joseph_John_Thomson (2) Revista Brasileira de Ensino de Fsica, vol. 19, no . 3, setembro, 1997 299 Conferncia Nobel de Thomson sobre a Descoberta do Eltron Traduo e notas Ildeu de Castro Moreira Instituto de Fsica da UFRJ (3) Livro Teoria Atmica (4) Fsica Moderna (o modelo atomico) (5) https://pt.wikipedia.org/wiki/Raio_catdico