Explique o experimento de Thomsom, mostrando como foi encontrado a razão massa/carga e descantando sua importância na descoberta do elétron.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para explicar o experimento de Thomson, mostrar como ele descobriu a razão massa/carga (
) do elétron e destacar por que isso foi importante para a descoberta do elétron. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é o experimento de Thomson, como ele mediu essa razão e por que isso foi um passo crucial na física.
Passo 2
Primeiro, vamos conhecer o experimento de Thomson. J.J. Thomson foi um físico britânico que, no final do século XIX, estudou a natureza dos raios catódicos. Ele usou tubos de raios catódicos, que são tubos a vácuo com dois eletrodos, onde um é negativo (cátodo) e o outro positivo (ânodo). Quando a corrente passa, aparecem esses raios que mais tarde identificamos como elétrons.
Passo 3
Thomson aplicou campos elétricos e magnéticos aos raios catódicos para desviar sua trajetória. Quando esses campos estão presentes, eles exercem forças sobre as partículas carregadas nos raios. Se sabemos a intensidade desses campos e medimos o desvio dos raios, podemos calcular a razão massa/carga das partículas.
Passo 4
A razão massa/carga (
) pode ser calculada usando a seguinte fórmula derivada das equações do movimento das partículas em campos elétricos (
) e magnéticos (
):
Onde:
-
é a voltagem aplicada, -
é a intensidade do campo magnético, -
é o desvio observado.
Thomson mediu esses valores experimentalmente e conseguiu determinar
para as partículas nos raios catódicos.
Passo 5
Encontrando essa razão, Thomson percebeu que ela era muito menor do que qualquer átomo conhecido, o que indicava que algo muito leve e com carga negativa estava constituindo os raios catódicos. Essa descoberta levou à conclusão de que existiam partículas subatômicas negativas, que posteriormente chamamos de elétrons.
Resposta
O experimento de Thomson utilizou campos elétricos e magnéticos para desviar raios catódicos, permitindo calcular a razão massa/carga (
) das partículas envolvidas. Encontrando uma razão muito menor que a de qualquer átomo, Thomson comprovou a existência de partículas subatômicas negativas, os elétrons, sendo esse um passo fundamental para a descoberta e compreensão da estrutura atômica.