sábado, 21 de novembro de 2020
quinta-feira, 19 de novembro de 2020
RUTHERFORD E A CONSTITUIÇÃO DO ÁTOMO
RUTHERFORD
E A CONSTITUIÇÃO DO ÁTOMO
O
final do século XIX foi cenário de importantes descobertas, tais como a dos
Raios X por Roentgen em 1895, da radioatividade por Becquerel em 1896 e do
electrão por J. J. Thomson em 1897, as quais estão na base de um conjunto de
experiências que induziram modelos da constituição do átomo. O primeiro foi
admitido pelo físico japonês Nagaoka em 1904 ao considerar matematicamente as
propriedades de um átomo "Saturnal", suposto consistir de uma massa
central atrativa, envolvida por anéis de electrões animados de movimento de
rotação. Este modelo não teve na época uma adequada aceitação porque, de acordo
com a teoria eletromagnética clássica, tais electrões deviam radiar energia e,
consequentemente, acabariam por "precipitar-se" no núcleo.
Com
base em resultados experimentais conhecidos na época, relativos à difusão de
electrões por pequenas espessuras de matéria e, possivelmente, para evitar as
dificuldades inerentes ao modelo de Nagaoka, o físico inglês J. J. Thomson
admitiu que o átomo é constituído por uma esfera de eletricidade positiva, uniformemente
distribuída, no seio da qual se encontra disseminada a eletricidade negativa,
como esquematicamente se representa na Fig. 1. A ordem de Grandeza do raio da
esfera era sabido ser de 10-8 cm. Os resultados relativos às
experiências de difusão das partículas α e β pela matéria eram interpretadas
por J. J. Thomson, na base de um elevado número de pequenas difusões provocadas
pelos átomos da matéria atravessada. Já em 1906 Rutherford havia sugerido que
as experiências deviam de preferência ser realizadas com partículas a pelo
facto de possuírem maior massa, momentum e energia que as partículas β. A
acumulação de factos experimentais, nomeadamente os resultados das experiências
efetuadas por Geiger e Marsden (1909) e por Geiger (1910), induziram o célebre
trabalho de Rutherford, publicado na revista "Philosophical Magazine"
(1911, sixth series, pg. 669) . Rutherford, após criticar a possibilidade de
difusão múltipla, considerou ser razoável admitir que a deflexão segundo um
ângulo elevado seja devida a uma só colisão atómica. Admitiu, então, que cada
átomo é constituído por um pequeno núcleo central de raio inferior a 10-12
cm, no qual se concentra a carga eléctrica (Ne), envolvida por uma esfera na
qual se distribui igual quantidade de eletricidade de nome contrário; a
dimensão da esfera correspondia ao valor atribuído na época ao átomo (r~10-8
cm). Deste modo, o átomo era essencialmente constituído por vácuo.
Considerando, nos cálculos, que a carga central se reduzia a um ponto e
admitindo que as grandes difusões das partículas α e β são devidas a um intenso
campo eléctrico central, deduziu a célebre fórmula de Rutherford. Com base
nessa equação evidenciou a conciliação entre o seu modelo e os resultados experimentais
conhecidos na época.
Deu,
assim, origem a uma abertura de perspectivas para uma investigação tendente a
um conhecimento mais exato da estrutura do átomo. Saliente-se que, dois anos
mais tarde (1913), Bohr completou o modelo de Rutherford, impondo nomeadamente
condições quânticas ao movimento dos electrões.