Joseh john thomson

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Joseph John Thomson:
as descargas em gases e a descoberta do electrão
Isabel Serra
Centro de Filosofia das Ciências da Universidade de Lisboa
J.J.Thomson
J.J.THOMSON, INVESTIGADOR E DIRECTOR DE LABORATÓRIO
Joseph John Thomson (1856-1940) é o autor da “descoberta do electrão”, um
acontecimento de científico de primeiro relevo, e um dos mais importantes episódios
que animaram a polémicaacerca da natureza da matéria. Mas, para além desta
descoberta, J. J. Thomson teve um papel decisivo no desenvolvimento científico da
primeira metade do século XX.
Thomson fez a sua formação científica com Maxwell (1831-1879), mas sobretudo com
Lord Raleigh (1842-1919), sucedendo-lhe, aos vinte e oito anos, na cátedra de
Cavendish. Uma das tarefas a que se dedicou, após a suanomeação para esse
importante cargo, foi a da renovação do Laboratório Cavendish, que sob a sua
direcção se tornou uma escola de investigação de grande sucesso. Alguns dos seus
alunos estão entre os físicos mais famosos da época: E. Rutherford (1871-1937), C.
Wilson (1869-1959), J. Townsend, (1868-1957), R. Oppenheimer (1904-1967), William
Bragg (1862-1942), Max Born (1882-1970), P. Langevin(1872-1846), C. Barkla (1877-
1944), F. Aston (1877-1945), e o seu próprio filho, G.P. Thomson (1892-1975). Em
Cavendish foram realizados trabalhos fundamentais para a física e química:
descargas em gases, estudos radioactividade e sua detecção (câmara de nevoeiro),
isótopos, etc.Nos primeiros anos da sua carreira científica Thomson foi físico teórico. As
investigações desses anos devida deram-lhe uma formação que se revelou útil na
interpretação teórica das experiências realizadas a partir de 1884 no Cavendish e
também no estabelecimento de uma teoria da condução da electricidade em gases.
Como exemplo de uma ideia importante introduzida por Thomson tem-se a de que as
descargas em gases funcionam pela ruptura de ligações químicas, libertando
“produtos”, tal como naelectrólise. Um desses produtos seria o electrão.
Outro factor positivo no desenvolvimento do trabalho experimental no laboratório
Cavendish foi a participação de estudantes graduados nas experiências. A primeira
edição da Conduction of Electricity Through Gases
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é elucidativa desse trabalho de
investigação coordenado, no qual Rutherford, Townsend e Zeleny (1872-1951) têmcontribuições significativas. Estas duas características – articulação entre teoria e
experiência e capacidade de integração dos jovens investigadores nas equipas –
podem ser suficientes para explicar os resultados do laboratório Cavendish nas
primeiras décadas do século XX. Para além de ter sido capaz de coordenar o trabalho
de outros cientistas em início de carreira, Thomson realizou tambéminvestigação
pessoal de grande qualidade.
O resultado mais importante do trabalho de Thomson, e também um dos mais
importantes dos finais do século XIX, foi sem dúvida a medida da razão entre a massa
e a carga do electrão. À descoberta dos raios X por Roentgen (1845-1923), em 1895,
e da radioactividade, por Henri Becquerel (1852-1908), em 1896, seguiu-se a
experiência de Thomson noano seguinte. Habitualmente, em história das ciências,
considera-se que a microfísica nasce com estas três descobertas, realizadas em anos
sucessivos. O grande desenvolvimento científico que delas resultou durante a primeira
metade do século XX, iria transformar não só a física, mas também a nossa imagem
do Universo.
A descoberta de Thomson pode parecer menos espectacular do que asoutras duas,
sobretudo a quem esteja pouco informado sobre as concepções científicas dos finais
do século XIX. De facto, a descoberta do electrão não corresponde, aparentemente, a
nenhum “fenómeno novo”, como os raios X ou a radioactividade. No entanto a
existência de electrões, de que alguns físicos já suspeitavam, foi um passo decisivo
para a adopção da teoria atómica. Uma das questões...
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