Como Rutherford interpretou as seguintes observações feitas durante seus experimentos de dispersão de partículas alpha ? (a) A maioria das partículas alpha não é muito desviada quando passava pela película de ouro. (b) Poucas partículas alpha eram desviadas com um ângulo muito grande. © Quais diferenças você esperaria se fosse usado uma película de berílio em vez de uma película de ouro no experimento de dispersão de partículas alpha ?

Passo 1

Beleza, então o enunciado pergunta como Rutherford interpretou três achados do experimento de dispersão de partículas α numa película de ouro e o que mudaria se fosse berílio. Isso é da matéria de modelo atômico e interação eletrostática (lei de Coulomb). Para resolver a parada a gente vai precisar entender a lei de Coulomb
F = k,q1,q2r^2
e a ideia de que a maior parte do átomo é “espaço vazio” com carga positiva concentrada num núcleo pequeno.

Passo 2

(a) “A maioria das partículas α não é muito desviada.”
Isso mostra que quase todas as partículas α passam direto pela folha sem esbarrar em nada denso. Se o átomo fosse cheio por igual, todo α desviaria bastante. Então Rutherford concluiu que o átomo é quase todo espaço vazio, e só um pedacinho minúsculo (o núcleo) concentra quase toda a carga positiva e a massa.

Passo 3

(b) “Poucas partículas α eram desviadas com ângulo muito grande.”
O desvio forte só acontece quando a α quase “bate de frente” com cara a cara no núcleo, porque a força de repulsão (lei de Coulomb) fica enorme em distâncias pequenas. Como só poucas α têm essas colisões próximas, dá pra deduzir que o núcleo é bem pequeno em comparação ao tamanho total do átomo, mas bem carregado para causar esses grandes desvios.

Passo 4

© Se a gente usar uma película de berílio em vez de ouro:
  1. O número atômico do berílio (Z=4) é bem menor que o do ouro (Z=79), então a repulsão Coulombiana seria bem mais fraca.
  2. Logo, a gente esperaria ainda menos desvios grandes, porque o núcleo do berílio não “empurra” tanto a partícula α.
  3. Além disso, como o berílio é mais leve e costuma ter átomos menores, o caminho livre médio da α dentro do material pode mudar, mas o efeito principal é a diminuição dos grandes desvios.

Resposta

(a) Como quase nenhuma α desviou, o átomo é quase todo vazio, só um núcleo pequeno concentra carga e massa.
(b) Os poucos grandes desvios indicam núcleo pequeno, denso e carregado positivamente.
© Com berílio (Z menor), a repulsão seria mais fraca: menos desvios grandes e ângulos menores em geral.

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