Thomson observou o desvio dos raios catódicos em presença de campos elétricos e magnéticos, mas não observou desvio algum devido à gravidade. Por que não?
Passo 1
O enunciado diz que Thomson desviou raios catódicos usando campos elétrico e magnético, mas não viu desvio por gravidade. O conteúdo aqui é a comparação entre a força gravitacional e as forças eletromagnéticas sobre um elétron em alta velocidade, durante o curto percurso no tubo de descarga.
Passo 2
A força gravitacional sobre o elétron de massa
é
onde
e
.
A força elétrica em um campo de intensidade é
A força elétrica em um campo de intensidade
onde
.
Passo 3
Para um campo típico de
, a razão entre as forças é
Isto significa que a força gravitacional é cerca de
vezes menor que a força elétrica.
Passo 4
Como o percurso do elétron no tubo dura algo como
, a deflexão por gravidade seria da ordem de
valor totalmente desprezível diante da resolução experimental de Thomson.
Resposta
Thomson não viu desvio gravitacional porque, para o elétron, a força da gravidade é dezenas de ordens de magnitude menor que as forças eletromagnéticas e gera uma deflexão extremamente pequena, impossível de detectar em seu experimento.