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A quantização da radiação, carga elétrica e da energia (I) Prof. Dr. Vitor Baranauskas MSc. José C. Rojas Q. FEEC- UNICAMP.

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1 A quantização da radiação, carga elétrica e da energia (I) Prof. Dr. Vitor Baranauskas MSc. José C. Rojas Q. FEEC- UNICAMP

2 Uma vida eletrizante ( ) Originário de uma família humilde, terceiro filho de um ferreiro de Newington, subúrbio de Londres. Com apenas treze anos foi obrigado abandonar os estudos e aos 14 anos trabalhava de aprendiz de encadernação. Tarefa que praticava com rara perfeição. Ele dizia o quanto se deliciava com as leituras de livros do tipo: Conversações de Química de Marcet e as teorias sobre eletricidade encontradas na enciclopédia britânica. Viajou durante dois anos como assistente e criado de quarto conhecendo a Europa mediterrânea, entrando em contato com personalidades tipo: Volta, Ampère, etc. Descobriu o método de liquefação de gases por pressurização e resfriamento. Outra foi a descoberta do benzeno. Explicou o que acontece dentro de uma gaiola (ou carro) quando esse é alcançado por um raiogaiola

3 Uma vida eletrizante ( ) Nascido em 22 de setembro de 1791, em Newington, Surrey, ao sul de Londres, Inglaterra, Morreu em 25 de agosto 1867, em Hampton Court, Surrey, Londres, Inglaterra. Feliz Aniversario!! Michael Faraday

4 Primerias estimativas de e e e/m A lei de Faraday foi umas das primeiras estimativas da ordem de grandeza das cargas elétricas encontradas em átomos. (F = C descompõe 1 peso grama iônico). Ex C passam através de uma solução de NaCl, 23 g de Na aparecem no catodo e 33,5 g de Cl aparecem no anodo. Como um peso grama iônico é igual ao peso de N A de íons: P. Zeeman calculou por primeira vez, com seu experimento de átomos colocados em campo magnético intenso, a razão e/m e também concluiu que as partículas oscilantes eram carregadas negativamente (polarização).

5 Raios Catódicos Em 1869, o físico alemão Johann Hittorf mostrou que os raios que emanam do catodo (raios catódicos), dentro de um tubo de vidro com ar rarefeito, se deslocam segundo linhas retas. Em torno de 1879, o inglês William Crookes, com ampolas de vácuo aperfeiçoadas (os chamados tubos de Crookes), estuda mais detidamente os raios catódicos. Seguem-se vários anos de experimentos e discussões sobre o que seriam os raios catódicos (partículas carregadas ou ondas do tipo das eletromagnéticas), com trabalhos importantes de Hertz, Schuster, Goldstein, Stoney, Wiedemann, Lenard, Perrin e Wiechert.

6 Joseph John Thomson e e/m Entre 1897 e 1899, o físico J.J. Thomson faz várias medidas com os tubos de crookes e conclui que os raios catódicos são constituídos por partículas carregadas negativamente. Usando campos elétricos e magnéticos defletores, mediu a razão carga-massa desses corpúsculos; concluiu que a massa deles é muito menor que a do átomo de hidrogênio e propôs que eles são constituintes últimos presentes em toda matéria. Voltagem V Gas a baixa pressão aprox. 0,001 mmHg

7 Joseph John Thomson e e/m Quando um campo magnético de intensidade B age perpendicularmente à trajetória original, as partículas se movem segundo uma trajetória circular. O radio desta pode ser obtido a partir da segunda lei de Newton, igualando o módulo de força magnética ao produto da massa pela aceleração: Em um segundo método, ele ajustou campos perpendiculares B e E de forma que as partículas não fossem desviadas. Assim a velocidade ficou determinada por:

8 Joseph John Thomson e e/m Desliga então o campo B e media a deflexão das partículas na tela. Esta deflexão é constituída de duas partes. Enquanto as partículas estão entre as placas, elas sofrem uma deflexão vertical y 1 : Onde x 1 é a distância horizontal percorrida. Depois que as partículas deixam a região entre as placas, elas sofrem outra deflexão: A deflexão total y 1 +y 2 é proporcional a e/m: 2 x10 11 C/Kg, valor próximo do atual: 1,76 x10 11 C/Kg

9 Experimento de Thomson Ver

10 Referências Uma vida eletrizante Video do feixe de eletrons /magneticfields/demo6306.html


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