universidade federal de pelotas licenciatura em fÍsica
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
LICENCIATURA EM FÍSICA
PIBID – PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA
ESPALHAMENTO E RETROESPALHAMENTO DE RUTHERFORD
Felipe Ferreira Ribeiro
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INTRODUÇÃO
A Física no início do século XX;
Biografia de E. Rutherford;
Modelos atômicos;
O experimento de espalhamento de Rutherford;
Animações do simulador Phet em relação ao experimento.
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A Física no início do século XX
PROBLEMATIZAÇÃO;
CONFERÊNCIA NA ROYAL SOCIETY (1900);
* Mecânica de Newton
* Eletromagnetismo de Maxwell
* A termodinâmica de Boltzmann
“Não há mais nada para descobrir na Física”
“No céu azul da física clássica existem apenas duas nuvens a serem dirimidas... ”
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Ernest Rutherford
1. Inventou um detector de ondas de rádio
Figura 1: Detector de ondas de rádio, criado por Rutherford e mais tarde aprimorado
por Marconi (1917)
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Ernest Rutherford
2. Descoberta dos raios alfa e beta
Figura 2: Instrumento de emissão de raios
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Ernest Rutherford
3. Descoberta do principio de meia-vida e sua aplicação na
datação radiométrica
Figura 3: gráfico de decaimento por unidades de tempo (meia-vida)
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Ernest Rutherford
4. Descobriu que o átomo não era indestrutível
Figura 4: Diagrama de desintegração radioativa
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Ernest Rutherford
5. Reformulou o modelo de átomo em 1911
Figura 5: O modelo de Rutherford
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Ernest Rutherford
6. Análise da lâmina de ouro em seus experimentos de espalhamento
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Ernest Rutherford
7. Descoberta do núcleo atômico
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Ernest Rutherford
8. Descoberta do próton em 1917
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Ernest Rutherford
9. Teorizou a existência do nêutron
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Modelos atômicos
Em 450 a.C. na Grécia, Leucipo e Demócrito afirmaram
que toda a matéria é constituída por átomos e ele não é
divisível.
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Modelos atômicos
(1808) – Modelo atômico de John Dalton
No inicio do século XIX, Dalton propôs um outro modelo
atômico que dizia:
* A matéria é constituída por átomos que são indivisíveis.
* Um átomo de um elemento é igual a outro átomo para
formar ligações.
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Modelos atômicos
(1856) – Modelo atômico de Thomson
Thomson descobriu a natureza elétrica da matéria, os elétrons. O seu modelo
atômico ficou conhecido como pudim de passas, pois ele afirmava que o átomo
era uma esfera que tinha massa positiva e os elétrons, carga negativa, ficavam
distribuído quase que uniformemente, como as passas em um pudim.
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Modelos atômicos
(1911) – Modelo atômico de Rutherford
Rutherford afirmou através de experiências com radioatividade:
1 – o átomo possui espaços vazios (eletrosfera).
2 – o átomo possui uma região positiva denominada núcleo (prótons).
3 – os elétrons se encontram na eletrosfera, girando ao redor do núcleo positivo
com um sistema solar.
4 – as órbitas são circulares.
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Modelos atômicos
(1913) Modelo atômico de Rutherford-Bohr
A teoria do físico dinamarquês Niels Bohr estabeleceu as
seguintes concepções atômicas:
1. “Os elétrons que giram ao redor do núcleo não giram ao
acaso, mas descrevem órbitas determinadas.”
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Modelos atômicos
(1913) Modelo atômico de Rutherford-Bohr
A teoria do físico dinamarquês Niels Bohr estabeleceu asseguintes concepções atômicas:
2. “O átomo é incrivelmente pequeno, mesmo assim a maiorparte do átomo é espaço vazio. O diâmetro do núcleoatômico é cerca de cem mil vezes menor que o átomo todo.”
3. “Os elétrons giram tão depressa que parecem tomar todoo espaço.”
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Modelos atômicos
(1913) Modelo atômico de Rutherford-Bohr
A teoria do físico dinamarquês Niels Bohr estabeleceu asseguintes concepções atômicas:
4. “Quando a eletricidade passa através do átomo, o elétron pula
para a órbita maior e seguinte, voltando depois à sua órbita usual.
Quando os elétrons saltam de uma órbita para a outra resulta luz.
Bohr conseguiu prever os comprimentos de onda a partir da
constituição do átomo e do salto dos elétrons de uma órbita para a
outra.”
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O experimento de espalhamento e
retroespalhamento de Rutherford
Responsável: Ernest Rutherford
(1871-1937)
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O experimento de espalhamento e
retroespalhamento de Rutherford
Espalhamento
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O experimento de espalhamento e
retroespalhamento de Rutherford
Retroespalhamento
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Animações do simulador PHET
Monte um átomo: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/build-an-atom
Espalhamento de Rutherford: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/rutherford-
scattering
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Referências bibliográficas
Básica:
[1] NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica II 4. ed. rev. São Paulo : Edgar Blucher 2002.
[2] RESNICK, Robert; HALLIDAY, David; KRANE, Kenneth S. Física, v 2. 4º Ed. Rio de Janeiro:
LTC, 1987.
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“The optimist thinks this is the best of all
possible worlds. The pessimist fears it is
true.”
J. Robert Oppenheimer