Espectro atômico

Campus Catalão Laboratório de Física Moderna 1 Marcionílio Teles O Silva

Experimento 1: Espectro Atômico

Pablo José Duarte

Catalão, 23 de Novembro de 2012

Objetivos  Introdução Por volta de 1910, experiências de espalhamento de raios X por átomos, efeito fotoelétrico, e outras, mostraram que os átomos deveriam conter elétrons. Essas experiências revelaram que o número Z de elétrons num átomo era da ordem da metade do peso atômico A do átomo. Em condições de equilíbrio, os átomos devem ser neutros, de modo que o número de cargas negativas seja igual ao número de cargas positivas. Assim, um átomo neutro deve conter uma carga negativa −Ze, onde e é a carga do elétron, e uma carga positiva de mesmo valor em módulo. Como a massa do elétron é muito menor que a massa do átomo, praticamente toda a massa do átomo deveria estar associada a massa das cargas positivas. À partir dessas considerações, J. J. Thomson propõe o primeiro modelo atômico, segundo o qual os elétrons estariam localizados no interior de uma distribuição contínua de cargas positiva. Para ele, a forma da distribuição de cargas positivas deveria ser esférica de raio da ordem de 10 −10 metros, valor este obtido à partir a densidade de um sólido e do número de Avogadro. Por causa de repulsões mútuas, os elétrons estariam distribuídos uniformemente na esfera de carga positiva. Em 1911 Ernest Rutherford decidiu testar a viabilidade do modelo atômico proposto por seu ex-professor J. J. Thomson. Rutherford já tinha ganhado o prêmio nobel de química em 1908 pela investigação do descaimento de substâncias radioativas. Entretanto, seu maior desejo como físico, era dar uma contribuição relevante à física. Rutherford estudou o espalhamento de partículas α, as quais ele conhecia muito bem, por finas películas de metal. Devido às forças coulombianas, as partículas α sofrem múltiplas deflexões no interior da película metálica e emergem na forma de um feixe divergente. Como a massa dos elétrons no metal é