Explique como o experimento da gota de óleo de Millikan, e a determinação da razão carga/massa do elétron de J. J. Thomson, trouxeram contribuições para o conhecimento da estrutura atômica.
Passo 1
O que a questão pede é explicar como dois experimentos clássicos – a medida de
feita por J. J. Thomson e o experimento da gota de óleo de Millikan – ajudaram a mostrar que o átomo não é indivisível e têm estrutura interna. Vamos ver separadamente o que cada um fez e qual foi o impacto no modelo atômico.
Passo 2
J. J. Thomson, em 1897, estudou raios catódicos (feixes de partículas negativas) num tubo de descarga. Ele fez duas coisas ao mesmo tempo: aplicou um campo elétrico
e um campo magnético
perpendiculares à direção do feixe e ajustou ambos para que o desvio das partículas fosse nulo.
Isso leva à condição
Isso leva à condição
onde
é a velocidade das partículas. Medindo depois o desvio só com
, Thomson obteve
com
o raio de curvatura. O valor encontrado, cerca de
, mostrou que essas partículas tinham carga negativa e massa muito menor que a do átomo de hidrogênio.
Contribuição para a estrutura atômica: mostrou pela primeira vez que o átomo continha partículas subatômicas, os elétrons, derrubando a ideia de átomo indivisível.
Contribuição para a estrutura atômica: mostrou pela primeira vez que o átomo continha partículas subatômicas, os elétrons, derrubando a ideia de átomo indivisível.
Passo 3
Em 1909–1911, Millikan equilibrou uma gota de óleo carregada entre duas placas paralelas submetidas a um campo elétrico
. Medindo a velocidade de queda livre (só gravidade e arrasto) e a velocidade estacionária no campo elétrico, ele calculou a carga
de cada gota. Observou que essas cargas vinham em múltiplos de um valor mínimo
confirmando a quantização da carga elétrica.
Com esse valor de e a razão
de Thomson, conseguiu também determinar a massa do elétron
Com esse valor de
Contribuição para a estrutura atômica: estabeleceu que a carga elétrica é quantizada em unidades fundamentais
e deu a massa exata do elétron, permitindo modelos atômicos mais realistas.
Resposta
Thomson provou que o átomo continha elétrons – partículas negativas muito leves – e Millikan mostrou que a carga do elétron é quantizada e permitiu calcular sua massa. Juntos, eles fundamentaram o conceito de átomo com estrutura interna de partículas e carga discreta, base para os modelos atômicos posteriores.