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Posts Tagged ‘Ernest Rutherford’


JP fez uma pergunta sobre essa experiência e resolvi postar a resposta e uma pequena pesquisa que fiz, segue adiante:

Oi J_P, primeiro de tudo, muito obrigada pelos elogios, eu faço o que posso e está ao meu alcance, sempre digo e direi aqui pra vcs isso, ok?
Como tinha te dito no Orkut, por aqui fica mais fácil pra mim e se mandar por aqui a sua dúvida sempre, será mais facilmente atendida, lida e discutida, faça sempre isso, quando sentir necessidade.
Depois queria organizar as coisas na sua cabeça, quanto a experiência de Ernest Rutherford.
Rutherford, na realidade não implodiu a finíssima folha de ouro, e sim emitiu radiação raios de diversas naturezas (alfa, beta e gama) que tinham poder de penetração, cargas elétricas diferentes) o que demonstrava algumas evidências a ele, uma delas esses espaços vazios que ocorriam no átomo, inclusive no seu núcleo, chamados de neutrôns que são os tais espaços vazios que vc falou e o na eletrosfera é a própria distância da repulsão das pequenas partículas negativas que hora são pontos com massa e hora são energia em forma de luz eletromagnética e para que o elétron que é uma pequena partícula quase 2000 vezes mais leve e menor que o próton (partícula atômica) não caia por atração no núcleo massiço e denso de cargas positivas dos prótons unidos ele só pode mesmo estar em constante e rápido, muito rápido movimento.
Já os espaços vazios no núcleo do átomo servem pra que o núcleo, sim que ele não imploda e a massa de prótons que estão muito unidos não sejam tão repelidos uns pelos outros que eles se afastem e destruam a unidade do núcleo. Os nêutrons existem em mesma quantidade e massa, só que nulos quanto sua carga elétrica servindo como se fosse 2 ímãs que você vira o mesmo pólo e tenta aproximá-los. Já percebeu isso? Que você não consegue e fica sempre um espaço vazio? É isso…
A logística do modelo atômico de Rutherford só conseguia ser possível por conta desses espaços vazios explicados e evidenciados através dessa sua experiência.

Espero ter esclarecido a sua dúvida.

Um abraço,

Cristiana

Aqui a pesquisinha sobre o experimento:

Abra e veja a animação

Experiência da fina folha de ouro (Rutherford)

A experiência da folha de ouro de Rutherford faz parte de um restrito conjunto de experiências incontornáveis na história da ciência. Tratou-se, na verdade, de uma experiência realizada por Hans Geiger e Ernest Marsden sob a supervisão de Rutherford. Faz parte, necessariamente, de todos os tops das experiências mais importantes e mais belas. Foi paradigmática para a física de partículas do século XX: mostrou que para “ver” o infinitamente pequeno é preciso disparar “projécteis” extremamente pequenos e a altas velocidades. Esta experiência marcou o nascimento do núcleo e do modelo planetário do átomo.
Neste caso utiliza-se um vídeo do YouTube clone de outro que pode ser obtido aqui. Este vídeo faz parte dos recursos do curso Ross Shepard Physics. Neste curso estão também disponíveis outros recursos vídeo. Seguem alguns exemplos no contexto da física moderna:

Veja o vídeo no blogger de origem do texto

Relativamente a este curso e no contexto desta experiência pode também aceder a simulação java sobre esta experiência: Thomson versus experiência e dispersão de Rutherford.

Ernest Rutherford

(1871 – 1937)

Os progressos da química, ao fim do século XVIII, haviam reedificado a teoria atômica sobre alicerces mais científicos do que as meras especulações de Demócrito. Mas a concepção ainda era algo ingênua, como se cada átomo fosse apenas um pedacinho invisível de matéria, com as mesmas propriedades da substância em que estivesse integrado. Quase cem anos se passaram, antes que as propriedades do átomo começassem a ser desvendadas.

Em fins do século XIX, já se havia detectado a presença do elétron, partícula atômica dotada da menor quantidade de eletricidade, em termos absolutos. Nessa altura das pesquisas, a pergunta maior era a seguinte: como estão dispostos e integrados no átomo esses misteriosos elétrons? As respostas a essa e a muitas outras questões viriam a ser dadas por um físico neozelandês, que chegaria a provocar artificialmente a destruição e a transmutação de núcleos do átomo. Com seu trabalho, Ernest Rutherford deu importante contribuição para que a física atômica pudesse seguir o curso de evolução que a trouxe ao estágio de hoje.

Os primeiros tempos da vida de Rutherford enquadram-se no lugar-comum de tantas outras biografias de grandes personagens. O pai, um escocês que emigrara para a Nova Zelândia, vivia de consertos de carruagens, na cidade de Nelson, quando Ernest nasceu, a 30 de agosto de 1871. O futuro cientista era apenas o quarto filho do casal: outros nove viriam para onerar ainda mais o minguado orçamento da família.

Mas a Nova Zelândia era uma terra de novas oportunidades, nessa época. Num esforço empreendedor, o velho Rutherford conseguiu iniciar uma fiação de linho e com ela prosperou. Não que enriquecesse. Mas pôde dispor de recursos para custear a educação de alguns filhos, especialmente Ernest, que se destacava pela inteligência e versátil curiosidade: tanto obtinha boas notas em matemática, física e química, quanto em disciplinas literárias, especialmente latim, francês e inglês. Durante toda a vida nutriu verdadeira paixão pela leitura.

Aos dezessete anos, entrou na Universidade da Nova Zelândia, no anexo conhecido como Christ Church College. As despesas com livros e subsistência eram garantidas por modesta bolsa de estudo, além da renda de aulas particulares que dava a companheiros mais atrasados.

Quase todas as suas preocupações eram voltadas para o estudo, com uma importante exceção: Mary Newton, filha da viúva que mantinha a pensão onde Ernest morava. Fora esse namoro, dividia seu tempo entre bibliotecas e laboratórios. Interessado nas pesquisas de Hertz sobre ondas eletromagnéticas, montou algumas geringonças num canto da cantina universitária e tanto mexeu com os aparelhos rudimentares, que acabou colhendo material para alguns artigos, publicados por periódicos científicos da época.

Mas a Nova Zelândia, decididamente, não tinha muito a oferecer ao jovem cientista. A pesquisa científica moderna, de crescente complexidade, exigia equipamento caro, livros de circulação limitada, ambiente de colegas especializados. As grandes descobertas e as grandes invenções tendiam cada vez mais a surgir junto às grandes concentrações econômicas, em torno das quais desenvolveram-se os mais importantes centros científicos.

Para sua sorte, Rutherford teve oportunidade de acesso a um desses centros. O Príncipe Albert, marido da Rainha Vitória, tinha a preocupação de projetar-se como elemento atuante, para desfazer a tradicional imagem do príncipe consorte, tido corno personagem meramente figurativo. Dentro desse programa, ofereceu uma cátedra a jovens cientistas no Trinity College, da Inglaterra. Rutherford, recentemente diplomado mas já possuidor de certa reputação, candidatou-se ao lugar e foi escolhido. Para a longa viagem de Ernest, o pai teve que contrair dívidas e financiar parte do empreendimento.

Em 1893, com 22 anos, Rutherford já se aprofundava em matemática e física, sob a orientação de J. J. Thomson, descobridor do elétron.

(Rutherford em seu laboratório)

Na época, uma equipe de cientistas do Laboratório Cavendish pesquisava o novo e fascinante mundo das radiações. Os raios X haviam sido descobertos recentemente por Roentgen e, em 1896, Becquerel havia relatado suas descobertas relativas a misteriosas radiações que emanavam de certos elementos.

Ao estudar as radiações do urânio, Rutherford descobriu que elas eram de pelo menos duas naturezas diferentes, pois o feixe se bipartia ao passar por um campo magnético e cada parte seguia então sentido oposto ao da outra. Propôs que elas fossem designadas como radiação alfa e radiação beta, denominações que se mantêm ainda hoje.

O fato de serem sensíveis à ação magnética sugeria que essas radiações fossem constituídas por feixes de partículas carregadas eletricamente, uma pista fundamental para estudos posteriores. A descoberta ampliou o prestígio científico de Rutherford e resultou na conquista da cátedra de Física na Universidade McGill, do Canadá. Com a situação financeira melhorada e consolidada, Ernest pôde desposar, em 1900, a noiva neozelandesa que o esperava desde os tempos de estudante universitário.

Entretanto, novas radiações iam sendo descobertas. Por exemplo, as do tório, que eram particularmente desconcertantes: ao contrário do que se verificava nos casos do óxido de urânio e da pechblenda, as radiações do tório não pareciam afetadas pela ação de campos magnéticos. Eram radiações eletromagnéticas, como a luz e os raios X. Esse tipo de radiação recebeu o nome de raios gama, por sua descoberta ter sucedido à dos raios alfa e beta.

A respeito dos raios gama, Rutherford formulou a hipótese de que a radiatividade, afinal, não se tratava de um fenômeno comum a todos os átomos, mas somente aos de certa categoria, que se desgastavam continuamente, ao perderem energia com as partículas emitidas. Essa transformação de teor energético de tais átomos, naturalmente, implicava a idéia de que os elementos radiativos, com o passar do tempo, transmutavam-se em outros elementos, de massa atômica mais baixa. Para verificação dessa revolucionária concepção da radiatividade, Rutherford empreendeu numerosas experiências, em colaboração com Soddy. De tais estudos resultou o livro Radiatividade, tratado fundamental dos problemas referentes ao assunto, verdadeiro marco na história do progresso científico.

Coberto de prestígio, Rutherford recebeu convites que lhe permitiram deixar o Canadá e voltar à Inglaterra, onde assumiu a direção do laboratório universitário de Manchester, então um dos mais bem aparelhados do mundo. Aí, a partir de 1907, pôde colaborar com outros físicos de renome, entre eles H. Geiger, inventor do famoso detetor de partículas ionizantes, que leva seu nome.

O fim do século XIX e início do século XX constituíram um tempo de seguidas revoluções científicas. No apogeu do colonialismo, a Europa atravessava uma fase de prosperidade econômica, que permitia a aplicação de recursos econômicos para sustento de cientistas e financiamento de pesquisas.

Pierre e Maríe Curie haviam isolado o rádio e descoberto o polônio, dois produtos da desintegração natural de átomos de elementos de maior massa. Para Rutherford, isso equivalia à descoberta de dois degraus de uma longa escada: à medida que ia emitindo radiação, o urânio deveria converter-se progressivamente em outros elementos; um era o rádio, o outro o polônio. E os demais? Onde terminaria, se é que de fato terminava, a escala de desintegrações sucessivas?

Rutherford e seus colaboradores iniciaram estudos a respeito e, em poucos meses, conseguiram descrever todas as famílias radiativas. No degrau mais alto, o urânio; no mais baixo de todos, o chumbo, em que já não mais existia radiatividade. Entre esses dois extremos, todos os elementos radiativos intermediários, resultantes da “degradação” radiativa, isto é, da desintegração. Foi um importante trabalho, que resultou no reconhecimento universal do mundo científico e na maior recompensa que se pode dar a um pesquisador, o prêmio Nobel de Física, conferido a Rutherford em 1908.

Mas, ao contrário do que ocorreu a tantos outros cientistas, o Prêmio Nobel não marcou o coroamento da carreira de Rutherford. Suas maiores contribuições ainda estavam por vir.

(Experiência de Rutherford)

Em 1908, Rutherford realizou uma famosa experiência, na qual bombardeou com partículas alfa uma folha de ouro delgadíssima. Verificou que a grande maioria das partículas atravessava a folha sem se desviar. Concluiu, com base nessas observações e em cálculos, que os átomos de ouro – e, por extensão, quaisquer átomos – eram estruturas praticamente vazias, e não esferas maciças. Numa minúscula região de seu interior estaria concentrada toda a carga positiva, responsável pelo desvio de um pequeno número de partículas alfa. Distante dessa região, chamada núcleo, circulariam os elétrons. Isso convenceu Rutherford de que o átomo deveria ser um sistema semelhante ao solar: um núcleo central grande, rodeado de partículas móveis. Esse é o famoso modelo atômico de Rutherford.

(Modelo atômico de Rutherford)

Baseado na concepção de Rutherford, o físico dinamarquês Niels Bohr idealizaria mais tarde um novo modelo atômico. Com o advento da Primeira Guerra Mundial, Rutherford interrompeu seus trabalhos. Enquanto muitos de seus alunos e colaboradores foram convocados, ele próprio teve que se ocupar com pesquisas de objetivo militar, a serviço do Almirantado Britânico, setor de guerra anti-submarina. Só depois da guerra foi que o cientista retomou seus estudos a respeito do núcleo do átomo. Mais experiente nas manipulações com partículas alfa, acabou por realizar um velho sonho dos alquimistas, o da conversão de um elemento natural em outro. Ao converter nitrogênio em oxigênio, por bombardeamento eletrônico, Rutherford conseguia realizar a primeira transmutação provocada artificialmente.

(Equipamento utilizado por Rutherford)

Rutherford viveu numa época em que a tecnologia ainda não havia assumido a importância que tem hoje. Pensava-se em ciência ainda com certo romantismo. Os cientistas ainda não sofriam o peso das solicitações de ordem prática, tal como atualmente acontece.

Como Einstein e outros contemporâneos, Rutherford viveu bastante despreocupado em relação a problemas individuais, num estilo de dignidade afável, sempre mantendo um moderado senso de humor. Quando morreu, a 19 de outubro de 1937, muitos foram os que lembraram, nos necrológios, o que dele haviam dito anos antes: “Sempre carregou a glória com indiferença”.

http://www.saladefisica.cjb.net

Legendas inseridas sobre vídeo disponibilizado no canal stevebd1 do YouTube recorrendo ao webware overstream:

ÁTOMO NUCLEAR

A Energia Nuclear

Em 16 de julho de 1945, ocorreu em Alamogordo, no estado americano de Nevada, o primeiro teste de uma bomba nuclear. A experiência prenunciou as explosões que destruiriam grande parte das cidades japonesas de Hiroxima e Nagasaki em 6 e 9 de agosto do mesmo ano. O fundamento físico de tais explosões, a energia nuclear, encontrou mais tarde vasto campo de aplicações pacíficas.

A energia nuclear é a que se obtém por processos de transformação de núcleos atômicos em outros, mediante mecanismos de fissão de núcleos pesados em fragmentos menores, ou de fusão de núcleos leves em outros maiores.

História. Logo depois de anunciada a descoberta da fissão nuclear, em 1939, também se observou que o isótopo fissionável que participa da reação é o urânio-238 e que se emitem nêutrons no processo. Especulava-se na época que uma reação de fissão em cadeia poderia ser explorada como fonte de energia. No entanto, ao iniciar-se a segunda guerra mundial, em setembro de 1939, os físicos voltaram suas pesquisas para tentar usar a reação em cadeia para produzir uma bomba.

No início de 1940, o governo americano destinou recursos para uma pesquisa que mais tarde se transformou no Projeto Manhattan. Esse projeto incluía trabalhos sobre enriquecimento de urânio para obter urânio-235 em altas concentrações e também pesquisas para o desenvolvimento de reatores nucleares. Eram dois os objetivos: compreender melhor a reação em cadeia para projetar uma bomba nuclear e desenvolver uma forma de produzir um novo elemento químico, o plutônio, que, segundo se acreditava, seria físsil e poderia ser isolado quimicamente a partir do urânio.

O primeiro reator nuclear foi construído na Universidade de Chicago, sob a supervisão do físico italiano Enrico Fermi. O equipamento produziu uma reação em cadeia em 2 de dezembro de 1942. Imediatamente após a segunda guerra mundial, cientistas e engenheiros de vários outros países empreenderam pesquisas destinadas a desenvolver reatores nucleares para a produção de energia em larga escala. Em 1956, o Reino Unido inaugurou em Calder Hall a primeira usina nuclear totalmente comercial. Um ano depois, entrou em operação a primeira usina americana desse tipo.

O número de grandes usinas nucleares aumentou rapidamente em muitos países industrializados até o final da década de 1970. Depois disso, houve uma significativa redução no ritmo de utilização da energia nuclear para fins comerciais, por diversas razões: a demanda de energia elétrica ficou muito abaixo do que se esperava; o custo de construção de novas usinas nucleares era alto; a opinião pública pressionava contra a construção de usinas, principalmente depois dos catastróficos acidentes ocorridos na usina de Three Mile Island, nos Estados Unidos, e em Tchernóbil, na Ucrânia, então parte da União Soviética. Entretanto, França, Japão, Coréia do Sul e Tailândia, que dispõem de poucas alternativas energéticas, continuaram a usar a energia nuclear.

Reações Nucleares

Três tipos de reações nucleares produzem grandes quantidades de energia:

(1) a desintegração radioativa, processo segundo o qual um núcleo se converte espontaneamente no núcleo de outro isótopo ou elemento;

(2) a fissão nuclear, pela qual um núcleo pesado se divide em dois outros e libera a energia neles contida;

(3) a fusão nuclear, segundo a qual dois núcleos atômicos leves, submetidos a temperaturas elevadíssimas, reagem para formar um único núcleo, de peso maior.

Todos os reatores nucleares produzem energia a partir da reação de fissão, mas os cientistas acreditam que a fusão nuclear controlada pode originar uma fonte de energia alternativa relativamente barata de geração de eletricidade, o que ajudaria a conservar o suprimento de combustíveis fósseis do planeta, em rápido esgotamento.

Produção de energia nuclear. No processo de fissão, um núcleo pesado, como o urânio, absorve um nêutron e se divide em dois fragmentos de massa aproximadamente idêntica. A reação libera grande quantidade de energia, assim como muitos nêutrons, que colidem com outros núcleos pesados e provocam sua fissão. A repetição desse processo gera uma reação em cadeia na qual vários bilhões de núcleos são fissionados numa pequena fração de segundos.

Num reator nuclear, essa série de fissões é cuidadosamente controlada, o que permite utilizar a enorme quantidade de energia liberada, que ocorre em forma de radiação e de energia cinética dos produtos da fissão lançados a altas velocidades. Boa parte dela se transforma em energia térmica quando os produtos da fissão entram em repouso. Uma porção dessa energia é usada para aquecer água e convertê-la em vapor de alta pressão, que faz funcionar uma turbina. A energia mecânica da turbina é então convertida em eletricidade por um gerador.

Além de valiosa fonte de energia elétrica para uso comercial, os reatores nucleares também servem para impelir alguns tipos de navios militares, submarinos e certas naves espaciais não-tripuladas. Outra importante aplicação dos reatores é a produção de isótopos radioativos, amplamente usados na pesquisa científica, na terapêutica e na indústria. Os isótopos são criados pelo bombardeamento de substâncias não-radioativas com os nêutrons liberados durante a fissão.

Combustível

O único material presente na natureza pronto para ser fissionado e capaz de manter uma reação em cadeia é o urânio-235. É um isótopo raro: no urânio natural, ocorre na proporção de um para aproximadamente 140 de outro isótopo, o urânio-238. Quando um nêutron lento colide com o núcleo do átomo de urânio-235, ele se torna repentinamente instável, divide-se em dois fragmentos e libera em média dois a três nêutrons. Desses nêutrons, ao menos um deve produzir outra fissão, caso se pretenda que a reação em cadeia continue. Isso é muito difícil de conseguir com o urânio natural, porque sua concentração de núcleos de urânio-235 é tão pequena que os nêutrons podem escapar do combustível nuclear sem colidir com o núcleo fissionável, ou podem se chocar com o núcleo do urânio-238 e serem absorvidos.

Para reduzir essa possibilidade, usa-se como combustível do reator o urânio enriquecido, que contém uma percentagem maior de urânio-235 do que o urânio natural. O enriquecimento se obtém por vários processos, como, por exemplo, difusão gasosa. Como os recursos de urânio-235 existentes no mundo são limitados, projetaram-se reatores regeneradores capazes de converter urânio não-fissionável e outros elementos em isótopos fissionáveis.

Moderadores

A maioria dos reatores comerciais de potência requer um moderador para reduzir a velocidade dos nêutrons, de forma a aumentar a possibilidade de que eles consigam fissionar o urânio-235. Substâncias como a água, o óxido de deutério (água pesada) e a grafita foram consideradas moderadores eficazes porque conseguem reduzir a velocidade dos nêutrons durante o processo de fissão sem reduzir muito seu número por absorção.

Barras de controle. O controle sobre a taxa de emissão de nêutrons, e portanto sobre a reação, se faz mediante a introdução no núcleo dos reatores de materiais que absorvem os nêutrons. Esses materiais, que podem ser barras de cádmio ou boro, são retirados gradualmente do núcleo do reator antes que uma reação em cadeia se inicie. Elas são reintroduzidas sempre que a série de fissões começa a se realizar a alta velocidade, o que poderia resultar na liberação de uma quantidade excessiva de energia e radiação, causando assim a fusão do núcleo.

Refrigerantes

O calor liberado pelas fissões é removido do núcleo do reator por uma substância refrigerante, que pode ser líquida ou gasosa. Os refrigerantes devem ter boas propriedades de transferência de calor, assim como fraca propriedade de absorver nêutrons. Tanto a água leve (comum) quanto a pesada são empregadas como refrigerantes, o que ocorre também com metais líquidos (sódio, por exemplo), hélio e várias outras substâncias.

Estrutura de contenção. À medida que a reação em cadeia prossegue, os produtos da fissão se acumulam no núcleo do reator. A maioria desses fragmentos é altamente radioativa e emite raios gama e nêutrons. Para proteger os operadores da usina e outras pessoas próximas da radiação desses fragmentos, e da radiação produzida diretamente pelo processo de fissão, o reator é cercado por paredes e um piso de concreto bastante espesso, que constituem a estrutura de contenção.

Rejeitos

O manipulação dos produtos radioativos da fissão é um problema mais difícil de resolver do que a contenção do núcleo do reator. Alguns desses resíduos nucleares se mantêm perigosamente radioativos por milhares de anos e, portanto, devem ser eliminados ou armazenados de forma permanente. Ainda não foi descoberto, no entanto, um método prático e seguro de tratamento desses resíduos.

Segurança

Como acontece a toda atividade humana, a produção de energia nuclear não pode ser considerada absolutamente isenta de riscos. As medidas preventivas visam, portanto, minimizar o risco de acidentes. Estudos realizados nos Estados Unidos na década de 1970 concluíram que era extremamente baixo o risco de um acidente numa usina nuclear atingir grande número de pessoas. Em 1979, porém, uma unidade da usina de Three Mile Island sofreu um grave acidente. Por uma combinação de erros de operadores da usina, associados à falha de uma válvula, a água refrigerante se perdeu e algumas partes do núcleo do reator fundiram. Grande quantidade de produtos de fissão foi liberada do reator para o interior da estrutura de contenção, que conseguiu reter a maior parte da radioatividade. A pequena quantidade que escapou teve sérias conseqüências.

Após as investigações, ficou claro que o elemento humano é muito mais importante como fator de segurança numa usina nuclear do que se havia reconhecido até então. Por essa razão, foram introduzidas várias mudanças no treinamento de operadores, técnicos e inspetores. Essas mudanças foram consideradas eficazes para reduzir a probabilidade de ocorrência de acidentes graves quanto o de Three Mile Island, mas aumentaram sensivelmente os custos de operação das usinas nucleares.

A questão da importância do elemento humano para o correto funcionamento das usinas nucleares voltou a ser debatida após a catástrofe de Tchernóbil, em 1986. Um dos quatro reatores da usina explodiu e pegou fogo. Antes que a situação pudesse ser controlada, 31 pessoas haviam morrido. Aproximadamente 25% do conteúdo radioativo do reator vazou, 135.000 pessoas tiveram que ser evacuadas do local e uma imensa área na vizinhança da usina foi de tal forma contaminada pela radioatividade que não pode mais ser cultivada. Na época, estimou-se que de quatro mil a quarenta mil casos de câncer resultariam desse acidente.

Fonte: http://www.geocities.com

ÁTOMO NUCLEAR

No final do século XIX, o elétron já estava estabelecido como partícula fundamental principalmente depois que, em 1897, J. J. Thomson determinou a sua razão carga / massa. E sabia-se que elétrons eram liberados por emissão termoiônica (de um metal a alta temperatura), no efeito fotoelétrico e no decaimento b de certos elementos radioativos. Evidentemente que os elétrons podiam ser considerados como constituintes básicos dos átomos.

Modelo de Thomson

No modelo de J. J. Thomson, proposto em 1904, o átomo era considerado como um tipo de fluido com uma distribuição esférica contínua de carga positiva onde se incrustavam os elétrons, com carga negativa, em número suficiente para neutralizar a carga positiva. O modelo tinha como hipótese a existência de configurações estáveis para os elétrons ao redor das quais estes oscilariam. Contudo, segundo a teoria eletromagnética clássica, não pode existir qualquer configuração estável num sistema de partículas carregadas se a única interação entre elas é de caráter eletromagnético. Além disso, como qualquer partícula com carga elétrica em movimento acelerado emite radiação eletromagnética, o modelo tinha como outra hipótese que os modos normais das oscilações dos elétrons deveriam ter as mesmas freqüências que aquelas que se observavam associadas às raias dos espectros atômicos. Mas não foi encontrada qualquer configuração para os elétrons de qualquer átomo cujos modos normais tivessem qualquer uma das freqüências esperadas. De qualquer modo, o modelo de Thomson foi abandonado principalmente devido aos resultados das experiências de H. Geiger e E. Marsden.

Experimento de Rutherford

Na época em que J. J. Thomson propôs seu modelo, H. Geiger e E. Marsden estudavam o espalhamento de feixes bem colimados de partículas a, que já se sabia serem núcleos de átomos de hélio (He++), por finas folhas de ouro, pelo que hoje se conhece como a experiência de Rutherford. Uma fonte radioativa emite partículas a que são colimadas, formando um feixe paralelo e estreito, que incide sobre uma folha metálica muito pouco espessa. Para que fosse possível construir tal folha, a maleabilidade do metal deveria ser grande e, por isso, era usado normalmente o ouro. A folha é tão fina que as partículas a atravessam completamente com apenas uma pequena diminuição no módulo da velocidade. Ao atravessar a folha, entretanto, cada partícula a sofre muitos desvios devido a sua interação eletrostática com as cargas positivas e negativas dos átomos da folha. As partículas espalhadas eram detectadas por um microscópio com uma tela de sulfeto de zinco (ZnS). A tela de sulfeto de zinco cintila no local onde incide uma partícula a. O microscópio permite identificar a cintilação de cada partícula a individualmente. Os resultados experimentais de Geiger e Marsden mostraram que o número de partículas a que eram desviadas com ângulos de 90o ou maiores era muito maior que o esperado pelo modelo de Thomson. Em 1911, E. Rutherford mostrou que os dados de Geiger e Marsden eram consistentes com um modelo atômico em que a carga positiva do átomo se concentrava em uma pequena região que, além disso, continha praticamente toda a massa do átomo, com os elétrons espalhados ao redor dessa pequena região (chamada núcleo).

O raio de um núcleo típico é cerca de dez mil vezes menor que o raio do átomo ao qual pertence mas contém mais de 99,9% da massa desse átomo.

Fonte: http://www.ufsm.br

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