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Sagot :
Resposta:
1. De acordo com o modelo de Thomson, qual seria o resultado previsto para a experiência de Geiger e Marsden?
O modelo de Thomson, também conhecido como o modelo do pudim de passas, descrevia o átomo como uma massa esférica de carga positiva com elétrons (as "passas") distribuídos uniformemente dentro dessa massa. De acordo com esse modelo, as partículas alfa, que são positivas e de alta energia, deveriam passar praticamente direto pela lâmina de ouro com pouca ou nenhuma deflexão significativa, já que a carga positiva estava distribuída uniformemente e não haveria concentrações de carga para desviar as partículas.
2. Que resultado obtido na experiência era inesperado?
O resultado inesperado foi que, embora a maioria das partículas alfa passasse direto pela lâmina de ouro, algumas foram desviadas em ângulos muito grandes, com algumas até mesmo ricocheteando de volta na direção de onde vieram. Este resultado foi completamente inesperado, pois sugeria que as partículas alfa estavam colidindo com algo muito denso e positivamente carregado dentro do átomo.
3. Como Rutherford interpretou esse resultado inesperado?
Rutherford interpretou esse resultado sugerindo que o átomo não era uma massa de carga positiva difusa, como propunha o modelo de Thomson, mas sim que a carga positiva e a maior parte da massa do átomo estavam concentradas em um núcleo pequeno e denso. Este núcleo central, ao ser impactado pelas partículas alfa, causava a deflexão acentuada observada. O resto do átomo seria composto principalmente por espaço vazio, onde os elétrons girariam em torno do núcleo.
4. Quais são as diferentes regiões do átomo segundo o modelo de Rutherford e quais partículas constituem cada uma dessas regiões?
Segundo o modelo de Rutherford, o átomo tem duas regiões principais:
- Núcleo: Uma região central pequena, mas muito densa, que contém prótons (partículas com carga positiva) e, mais tarde descoberto, nêutrons (partículas sem carga).
- Eletrosfera: A região ao redor do núcleo, onde os elétrons (partículas com carga negativa) orbitam. Essa região é relativamente grande comparada ao núcleo, mas contém muito pouca massa.
5. A realização da experiência de Geiger e Marsden exigia um esforço enorme dos pesquisadores. Eles tinham que se habituar à escuridão do ambiente onde estava o aparato experimental para poderem enxergar as cintilações produzidas pelas partículas alfa ao se chocarem contra o anteparo de sulfeto de zinco. Para otimizarem esse procedimento experimental manual e repetitivo, os pesquisadores desenvolveram métodos mais modernos de contagem de partículas radioativas, que culminaram no desenvolvimento do contador Geiger, nomeado em homenagem ao aluno de Rutherford. Faça uma pesquisa sobre o contador Geiger e tente obter um esquema que explique seu funcionamento.
O contador Geiger é um dispositivo usado para detectar e medir radiação ionizante, como partículas alfa, beta e raios gama.
Funcionamento do Contador Geiger:
- Tubo Geiger-Müller: Consiste em um tubo cheio de gás (geralmente uma mistura de gases nobres como argônio ou hélio, junto com um gás quench como o álcool etílico), com um eletrodo central.
- Tensão Alta: Uma alta voltagem é aplicada entre o eletrodo central (anodo) e o cilindro metálico que o envolve (cátodo).
- Ionização do Gás: Quando a radiação entra no tubo, ioniza o gás, criando pares de íons (um íon positivo e um elétron livre).
- Avalanche de Ions: Os elétrons livres são atraídos pelo anodo, e os íons positivos são atraídos pelo cátodo. Essa movimentação gera mais ionização do gás, resultando em uma avalanche de elétrons.
- Pulso de Corrente: A avalanche de elétrons resulta em um pulso de corrente que é amplificado e contado por um circuito eletrônico.
- Leitura: O contador registra esses pulsos de corrente, que correspondem ao número de partículas radioativas detectadas.
6. Se Rutherford tivesse usado outro material, por exemplo, o alumínio, o que seria esperado que ele encontrasse?
Se Rutherford tivesse usado alumínio em vez de ouro, ele esperaria ver um padrão semelhante de deflexão de partículas alfa, mas as deflexões poderiam ser menos pronunciadas. O alumínio tem um número atômico menor que o ouro, o que significa que seu núcleo é menos denso e tem uma carga positiva menor. Como resultado, as partículas alfa teriam menos probabilidade de serem desviadas em ângulos grandes.
7. Seria possível realizar esse experimento utilizando o ferro para fazer as lâminas bem finas?
Sim, seria possível realizar esse experimento utilizando ferro, desde que as lâminas fossem suficientemente finas. O ferro tem um núcleo mais massivo que o alumínio, mas menos que o ouro. Portanto, o padrão de deflexão das partículas alfa seria intermediário entre o observado com alumínio e ouro. O importante é que as lâminas sejam finas o suficiente para permitir que a maioria das partículas alfa passe através delas, de modo que se possa observar as deflexões resultantes da interação com os núcleos atômicos.
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