Chemistry for Non-Majors

Descoberta do elétron

A primeira descoberta de uma partícula subatômica foi resultado de experimentos sobre a natureza da relação entre eletricidade e matéria.

Raios catódicos

O primeiro protótipo de tubo de raios catódicos foi desenvolvido por Heinrich Geissler, um vidraceiro e físico alemão. Ele usou uma bomba de mercúrio para criar um vácuo em um tubo. Geissler explorou várias técnicas para remover ar do tubo e prevenir vazamentos, assim como formas de obter boas conexões dos fios nos tubos.

Em 1878, Sir William Crookes, um cientista britânico, exibiu os primeiros raios catódicos usando uma modificação do aparelho Geissler. Sua maior contribuição para a construção do tubo foi desenvolver formas de evacuar quase todo o ar do tubo. Crookes também realizou muitos experimentos usando equipamentos mais confiáveis para confirmar descobertas anteriores sobre as propriedades dos raios catódicos. Ele descobriu duas coisas que suportavam a hipótese de que o raio catódico consistia em um fluxo de partículas:

• Quando um objeto era colocado entre o cátodo e a extremidade oposta do tubo, ele lançava uma sombra sobre o vidro. A sombra causada pelo objeto indica que partículas estavam sendo bloqueadas no seu caminho do cátodo para o ânodo.
• Um tubo de raio catódico foi construído com uma pequena calha metálica entre os dois eletrodos. Anexado à calha estava uma roda de pás capaz de girar ao longo da calha. Ao iniciar o tubo de raios catódicos, a roda girava do cátodo em direção ao ânodo. Observe que o cátodo e o ânodo estão posicionados de forma que os raios atinjam o topo da roda de pás. Crookes concluiu que o raio catódico foi feito de partículas que devem ter massa.

Figure 1. O tubo de raios catódicos foi inventado pela primeira vez por Sir William Crookes.

Further Research with the Crookes Tube

O trabalho dos Crookes abriu a porta para uma série de descobertas importantes. Outros cientistas foram capazes de demonstrar que o “raio catódico” era na verdade um fluxo de elétrons. Em 1897, Karl Ferdinand Braun desenvolveu o primeiro osciloscópio, usando um tubo de raios catódicos para ver um pulso elétrico quando este passava pelo instrumento. A invenção da televisão não teria sido possível sem o tubo de raios catódicos. O trabalho com um sistema modificado levou à descoberta dos raios-X em 1895 pelo físico alemão Wilhelm Roentgen. This simple device has led to major advances in science and technology.