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Descoberta da primeira partícula subatômica: o elétron

Há cerca de 2500 anos já se sabia da natureza elétrica da matéria. Por exemplo, o filósofo grego Tales de Mileto (640-546 a.C) observou que quando se atritava o âmbar com pelos de animais ou tecidos leves, ele atraía objetos leves.

O âmbar é uma resina fóssil excretada por algumas espécies de árvores, como proteção. Por exemplo, se algum inseto ou animal tentar adentrar a cerne da árvore, ela excreta essa resina que imobiliza o invasor. Com o tempo, ela perde água e se solidifica, aprisionando o ser dentro de si. Por isso, ela é uma resina fóssil.

A palavra âmbar vem da palavra grega eléktron.

O âmbar é uma resina vegetal fossilizada que ao ser atritada com pelos de animais e tecidos leves fica eletrizada.

No final do século XVIII, o cientista Benjamin Franklin conseguiu explicar que isso ocorria porque, quando dois objetos são atritados, eles ficam eletrizados com cargas de sinais opostos e que passam a se atrair, enquanto que cargas elétricas de mesmo sinal se repelem.

Na década de 1850 foi criada a ampola de Crookes, também chamada de tubo de raios catódicos: um tubo de vidro, preenchido por gases à baixa pressão e que possuíam eletrodos, isto é, um polo negativo (cátodo) e um positivo (ânodo), ligados a um gerador.

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Quando se submetia esse esquema a uma ddp muito elevada, observava-se um feixe de luz que saía do cátodo e ia para o ânodo; por essa razão, denominados raios catódicos.

Ampola de Crookes ou Tubo de raios catódicos.

O físico inglês J. J. Thomson (1856-1940) usou essa ideia e, em 1897, colocou um campo elétrico externo ao tubo de raios catódicos. Ele observou que o feixe era desviado no sentido da placa positiva, sendo, portanto, partículas negativas.

Ele observou também que podia repetir esse experimento com o mesmo resultado, pois mesmo se mudasse os gases que se encontravam dentro do tubo, o valor da carga elétrica sobre a massa seria sempre igual a 1,758805 . 1011 C. kg-1. Isso era significativo, pois mostrava que era uma característica de toda matéria e consequentemente do constituinte da matéria: o átomo.

Desse modo, descobriu-se a existência da primeira partícula subatômica: o elétron.

Assim, somente depois de mais de 2000 anos é que foi possível explicar o que Tales de Mileto observou: quando dois materiais são atritados, elétrons são transferidos de um para o outro e é por isso que um fica carregado positivamente (falta de elétrons) e o outro negativamente (excesso de elétron).

Thomson observa seu experimento com o tubo de raios catódicos, que o levaria à descoberta do elétron
Thomson observa seu experimento com o tubo de raios catódicos, que o levaria à descoberta do elétron
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
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Lista de Exercícios

Questão 1

(UFG) O esquema a seguir representa de modo simplificado o experimento de J. J. Thomson. Um feixe de partículas sai do cátodo, passa através de um orifício no ânodo e sofre a influência das placas metálicas A e B.

De acordo com esse esquema, o feixe se aproxima de A quando:

a) as placas A e B forem negativas.

b) a placa A for negativa e a B, positiva.

c) a placa A for positiva e a B, negativa.

d) as placas A e B forem positivas.

e) as placas A e B forem neutras.

Questão 2

Em 1897, o cientista britânico J.J. Thomson descobriu, por meio de experiências com raios catódicos, a primeira evidência experimental da estrutura interna dos átomos. Com os estudos realizados por intermédio da utilização do tubo de raios catódicos, Thomson resolveu utilizar um nome simples para o átomo, que passou a ser conhecido como “pudim de passas”. Sobre o modelo do pudim de passas e o tubo de raios utilizado em sua descoberta, marque a alternativa correta:

a) o núcleo atômico ocupa um volume imenso no centro do átomo.

b) os átomos são esferas que se assemelham a bolas de bilhar.

c) os elétrons estão distribuídos em órbitas fixas ao redor do núcleo.

d) as cargas negativas estão distribuídas homogeneamente por todo o átomo.

e) os elétrons estão espalhados aleatoriamente no espaço interior do núcleo.

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