História das Ciências

A Construção do Modelo Atômico

Módulo 2

Divulgação das obras de Newton: Em 1784 havia quarenta livros sobre Newton em inglês, dezessete em francês, três em alemão, onze em latim e um em italiano. Com essa ampla divulgação, era possível a coexistência de várias leituras da obra de Newton no que diz respeito a seu método e a sua filosofia.
Teoria do éter luminífero: A teoria do éter luminífero fornecia um modelo para a propagação da luz através do espaço. A descoberta de Oersted sobre a relação entre magnetismo e eletricidade levou a uma elaboração de uma teoria de propagação das forças elétricas em um éter elétrico. O conceito de atmosferas elétricas ao redor de partículas da matéria era comum nos escritos dos físicos teóricos do século XVIII. No final do século esse conceito foi transformado em esferas de atividade, isto é, o espaço no qual as forças elétricas se manifestam e muitos teóricos atribuíam a ação elétrica à tensão em um meio etéreo.
Naturphilosophie: Foi um movimento filosófico que surgiu no final do século XVIII e que pretendia se opor à razão mecanicista adotada pelo iluminismo. A Naturphilosophie considera a natureza como um todo orgânico ao contrário da razão mecanicista que considera a natureza uma máquina que pode ser conhecida pelo estudo de suas partes. Inclui-se no movimento romântico alemão.
A Naturphilosophie, juntamente com o escritor Goethe, o pintor William Blake são exemplos de críticas ao mecanicismo.
Na literatura, o livro de Mary Shelley (1817), conhecido pelo título de Frankenstein tornou-se uma referência do movimento romântico e sua crítica à razão mecanicista.

Imagem da criatura do Doutor Frankenstein perpetuada pelo ator Boris Karloff no cinema.

Newton – 1795. Quadro de William Blake. Fonte: http://leelajesus.files.wordpress.com/2007/06/newton_by_blake.jpg.
Física dinâmica: A física dinâmica se opunha à física mecanicista ou materialista de Laplace e outros físicos franceses.
Ação à distância: Newton não explicou nos Principia, obra em que trata da mecânica, como a atração mútua entre os corpos ocorria e o que a transmitia. Uma corrente newtoniana optou por preencher o espaço vazio com uma substâancia que seria responsável pela transmissão da força gravitacional. Essa substância deveria ter características especiais como ser homogêna, invisível e rarefeita o suficiente para não interferir no movimento dos corpos. Essa substância foi chamada de éter.; A hipótese de um éter esteve presente na física por todo o século XIX e início do século XX, quando Einstein com a Teoria da relatividade especial dela abdicou.
Eletrólise: Faraday não foi o primeiro a realizar o experimento de eletrólise, em 1800, Carlisle e Nicholson descobriram a ação química da pilha galvânica ao fazer a eletrólise da água. Humphry Davy identificou metais até então não isolados como o sódio e potássio e outros, pelo processo eletrolítico.
Interação instantânea: Interação instantânea = ação à distância
Atmosferas etéreas: Rumford rejeitou a teoria do calor como um fluido imponderável em favor de uma teoria na qual os efeitos do calor eram tidos como o resultado da interação entre os movimentos de partículas da matéria comum e as vibrações de um éter ambiente. As vibrações das partículas etéreas ao redor das partículas de matéria comum eram comunicadas ao éter ao redor e finalmente a outras partículas de matéria comum. (Harman, 1995).
Ondas do som vs. ondas da luz: Hoje se sabe que o som é uma onda mecânica e, portanto longitudinal, enquanto a luz é uma onda eletromagnética e, portanto transversal.
Thomson: J. J. Thomson foi aluno de Maxwell e principalmente de Lord Rayleigh que sucedeu a Maxwell como professor Cavendish. Na Universidade de Cambridge. Foi indicado para substituir Lord Raleigh. Ele foi o terceiro professor Cavendish e Larmor foi seu orientando, de modo que Thomson conhecia muito bem as teorias da época sobre o elétron. Rutherford, Aston, T.R. Wilson foram alunos de J.J. Thomson.
Artigo "Raios Catódicos": Você pode acessá-lo neste endereço.
Laboratório Cavendish: Assim como a antiga Abdera significa para nós o nascimento do atomismo, o Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge foi o lugar da descoberta dos constituintes do átomo. Foi lá que J.J Thomson, em 1897, realizou os experimentos com raios catódicos que o levaram a identificar o elétron como um constituinte de todos os tipos de átomo. Foi também no laboratório Cavendish que, entre 1895 e 1898, Ernest Rutherford começou seu trabalho sobre radioatividade ; e foi neste mesmo laboratório que, ao retornar em 1919, após a descoberta do núcleo atômico, Rutherford sucedeu J.J. Thomson como Professor de Física Experimental. A lista dos constiuintes do átomo foi completada nesse mesmo laboratório com a descoberta do nêutron em 1932 por James Chadwick.

Universidade de Cambridge
Átomo de vórtice: Em 1867, William Thomson apresentou a Royal Society of Edimburg um artigo intitulado “On Vortex Atoms” e deu início aos fundamentos matemáticos para a hipótese de que o espaço é continuamente ocupado por um fluido incompressível, sem fricção, que não está submetido a força alguma e que todo fenômeno material depende somente do movimento criado nesse fluido. Com isso, ele pretendia integrar duas tendências filosóficas conhecidas desde a antiguidade sobre a constituição da matéria, numa única visão de matéria e movimento (pleno x vazio e contínuo x discreto).
O átomo de vórtice surge da necessidade de conciliar a dualidade sustentada por evidências teóricas e empíricas tanto a favor de uma concepção discreta quanto de uma visão contínua da matéria. Deveria desempenhar um papel explicativo para várias questões colocadas na segunda metade do século XIX, que vão desde a elasticidade dos gases até as diferentes raias obtidas para um mesmo elemento químico bem como a diversidade e a quantidade dos elementos reveladas pela análise espectral. Representaria, portanto, a unidade para uma teoria do mundo físico.
Um programa de pesquisa baseado na hipótese dos átomos de vórtice – anéis feitos de éter e gerados a partir do movimento de vórtice no próprio éter – visava formular uma nova teoria cinética dos gases e ampliá-la para sólidos elásticos e líquidos, incluindo o éter, e propor alguma explicação para o modo de propagação da gravidade. Essa teoria antecipou questões que só começaram a ser esclarecidas em 1913 com o modelo atômico de Bohr. Estimulou também o surgimento de um novo campo disciplinar na matemática: a topologia, além de ser um momento interdisciplinar rico entre a física, a química e a matemática.
Foi o único programa de pesquisa desse período que tentou explicar a constituição da matéria considerando o fenômeno espectroscópico. Sua abrangência e permanência são relevantes tanto que em 1883, J. J. Thomson tentou explicar as descargas elétricas através dos gases em termos de átomos de vórtice.
Bomba de vácuo de Geissler: Essa bomba não tinha juntas de vedação. Funcionava com uma coluna de mercúrio como pistão, que ao mover-se criava um vácuo na parte superior que podia ser usado para aspirar o ar de um recipiente, até que o vácuo obtido fosse semelhante ao vácuo existente sobre a coluna de mercúrio.
Com essa bomba era possível esvaziar o tubo até que a pressão fosse cerca de dez mil vezes menor que a pressão do ar no nível do mar.
Raios catódicos: Sabe-se atualmente que esses raios são feixes de elétrons que são projetados do catodo (pólo – ) por repulsão, viajam através do espaço quase vazio dentro do tubo, colidem com o vidro, liberando energia para seus átomos. Esta energia é emitida de volta como luz visível e então são absorvidos pelo anodo.
O vácuo: Emílio Segrè, no livro Dos raios X aos quarks, assinala que “a produção de vácuo tem dominado a pesquisa física há mais de cem anos e todos os progressos feitos nas pesquisas sobre o átomo coincidiram com os progressos feitos na tecnologia do vácuo”.