Descargas elétricas no alto vácuo
As descargas desse tipo são estudadas na "ampola de Crookes". Chama-se "alto vácuo" uma atmosfera onde se tenta produzir o melhor vácuo possível. A ampola de Crookes esta ilustrada a seguir:
Entre o cátodo e o ânodo estabelece-se uma diferença de potencial de alguns milhares de volts.
Observa-se na região em frente ao cátodo uma luminosidade esverdeada no vidro.
Em 1869, Hitterf demonstrou que a luminosidade era devida aos raios provenientes do cátodo pois, se colocasse uma placa metálica entre o cátodo e o vidro, a luminosidade do vidro não apareceria.
Como somente o cátodo emitia esses raios, eles foram chamados de "raios catódicos".
Crookes demonstrou que os "raios catódicos"eram constituídos de partículas de carga negativa pois, sofrem deflexões diante de campos elétricos ou campos magnéticos (Figura a seguir).
Esta evidência veio provar que o cátodo não emitia raios luminosos, mas sim "partículas de carga negativa".
Alguns anos depois (por volta de 1897), o cientista Joseph John Thomson conseguiu determinar a massa dessas partículas de carga negativa, constatando ser bem menor que o mais leve dos átomos, ou seja, mais leve que o hidrogênio.
Ficou assim esclarecido que existem partículas mais leves que o átomo; ou seja, o átomo é constituído de partículas.
As partículas constituintes dos raios catódicos foram chamados elétrons.
Inicia-se, assim, uma nova fase de pesquisa do interior do átomo e, evidentemente, o abandono da teoria atômica de Dalton (átomo indivisível).
Hoje sabe-se que os raios catódicos são formados de elétrons. Os elétrons caminham pelo condutor até o cátodo. Como a diferença de potencial é muito alta, os elétrons saem do cátodo com grande energia cinética rumo ao ânodo. Durante a trajetória, os elétrons quase não perdem energia pois, no meio rarefeito, quase não há colisões entre as partículas. No entanto, os elétrons não conseguem curvar sua trajetória e acabam colidindo contra as paredes do vidro. Na colisão, parte da energia cinética é transformada em energia luminosa (cor esverdeada pode ser vista). A seguir os elétrons são atraídos pelo ânodo.
Após tal teste, Thomson sugeriu que os elétrons estariam mergulhados em uma massa homogênea, como ameixas em um pudim (Plum Pudding). Esta proposta é conhecida como, "Modelo Atômico de Thomson". O modelo de Thomson era conhecido como "modelo do pudim de passas" ou "Panetone", tinha como hipótese a existência de configurações estáveis para os elétrons ao redor das quais estes oscilariam.
Graficamente, o modelo de Thomson é representado:
OBS.: uma das importantes aplicações dos raios catódicos está na televisão de tubo (imagem a seguir). O tubo de imagem da televisão é uma ampola de Crookes que possui o canhão (cátodo) capaz de, ordenadamente, atirar elétrons constra a superfície interna do video, onde se encontra um revestimento de tinta fluorescente. O tubo de imagem da televisão opera com uma tensão de aproximadamente 10.000 volts.
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