Como as experiências do tubo de descarga mostraram que os elétrons estão presentes em toda a matéria?
Passo 1
O enunciado pergunta como as experiências com tubos de descarga – também chamados de tubos de raios catódicos – levaram à conclusão de que o elétron é uma partícula presente em toda a matéria. O conteúdo envolve o estudo do desvio desses raios por campos elétricos e magnéticos e a determinação da razão carga/massa
dos elétrons.
Passo 2
Nos tubos de descarga, colocava-se um gás rarefeito dentro de um bulbo de vidro com dois eletrodos (cátodo e ânodo) e aplicava-se uma alta tensão. Surgia daí um feixe de raios catódicos que saía do cátodo em direção ao ânodo, atravessando o gás ionizado.
Passo 3
J. J. Thomson aplicou campos elétricos e magnéticos perpendiculares ao feixe e mediu seu desvio. A partir dessas deflexões ele calculou experimentalmente o valor da razão carga/massa dos elétrons, dado por
O resultado obtido era sempre o mesmo, independentemente do tipo de gás residual no tubo.
Passo 4
Para testar ainda mais a universalidade, Thomson usou cátodos feitos de metais diferentes (cobre, zinco, prata etc.) e repetiu as medidas de
. Ele constatou que o valor permanecia inalterado, ou seja, os raios catódicos tinham sempre as mesmas propriedades em qualquer tubo, não importando o material do cátodo.
Passo 5
Como a razão carga/massa dos elétrons era idêntica em tubos com gases e metais diferentes, concluiu-se que a partícula responsável pelos raios catódicos – o elétron – não vinha de um gás particular, mas sim do próprio material do cátodo. Logo, o elétron está presente em todos os materiais.
Resposta
Os experimentos mediram a mesma razão
para os raios catódicos em tubos com gases e cátodos de materiais distintos, mostrando que o elétron é um constitutivo universal de toda a matéria.