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Descoberta do elétron
Ilustração do dispositivo utilizado por Thomson na descoberta do elétron.

A figura acima nos mostra o aparato experimental montado por Thomson, em 1897. Em seu aparato, Thomson acoplou duas placas metálicas, que funcionavam como eletrodos positivo e negativo, em um tubo de vidro cujas paredes eram recobertas com material fluorescente. No interior do tubo, ele injetou gás rarefeito.

Foi através desse experimento que Thomson tentou aplicar uma grande tensão aos terminais das placas e notou que um brilho iluminava a parede oposta ao eletrodo negativo. A explicação para esse brilho foi a emissão de partículas, pelo eletrodo negativo, que incidiam no material fluorescente. Essas partículas eram atraídas por placas carregadas positivamente; e repelidas por outras, carregadas negativamente.

Thomson estudou também as partículas emitidas por superfícies metálicas iluminadas por luz ultravioleta (efeito fotoelétrico) e por filamentos incandescentes (efeito termoiônico). Ele concluiu que, embora se tratasse de situações diferentes, essas partículas eram idênticas às emitidas pelo eletrodo negativo no tubo de seu experimento e provinham do interior do átomo.

Essas partículas subatômicas, que foram denominadas elétrons, apresentam uma propriedade nova: são carregadas eletricamente e repelem-se entre si, vencendo a força de atração gravitacional que existe entre suas massas.

Ao final do século XIX, cientistas realizaram inúmeras experiências para confirmar a existência dos elétrons. Portanto, ao contrário do que Demócrito pensava, o átomo era divisível. Thomson propôs, em 1898, um novo modelo, segundo o qual o átomo seria uma esfera maciça cuja massa correspondia praticamente à massa total do próprio átomo.

Nessa esfera estariam os elétrons com carga negativa. Como o átomo apresentava-se eletricamente neutro, Thomson afirmou que a matéria que constituía a esfera era carregada positivamente.

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