Prêmio Nobel em Física - 1919

O prêmio Nobel em física de 1919, foi concedido ao alemão Johannes Stark pela sua descoberta do efeito Doppler em raios de canal e a divisão de linhas espectrais em campos elétricos (Nobel Prize, 2018).

Esse estudo faz parte de uma série de experimentos e descobertas que envolveram os tubos de raios catódicos e a descoberta do elétron e do próton. Tudo começa por volta de 1886, quando Gotthilf-Eugen Goldstein descobre um novo tipo de raio em tubos de descarga contendo gás rarefeito, o qual ele chamou de raios de canal. Uma característica desses raios, é que eles são análogos aos raios catódicos. No entanto, raios catódicos são constituídos pelo fluxo de elétrons, ou seja, o raio possui carga negativa. Já os raios de canal, são compostos por partículas de carga positiva, pois estas são formadas através da ionização das moléculas de gás no interior do tudo, e se movem ao longo de um feixe em alta velocidade.

Ao se moverem ao longo do feixe, as partículas dos raios de canal colidem continuamente com outras moléculas de gás no interior do tubo, e se a velocidade da colisão for alta o suficiente, esse material pode emitir luz.

Em 1905, Stark detectou pela primeira vez, em um tubo de raios contendo hidrogênio, o desvio da luz emitida pelas partículas para a extremidade violeta do espectro. Isso ocorre devido ao efeito Doppler, pois no momento em que a partícula se move em alta velocidade, emitindo luz, na direção do observador, a frequência de onda aparente desse feixe de luz diminui. Esse fenômeno havia sido predito pelo próprio Stark três anos antes, em 1902, e permitiu ao cientista determinar a velocidade das partículas de um feixe de raios de canal.

Ainda estudando os raios de canal em um tubo contendo gás hidrogênio, Stark observou em 1913, um alargamento das linhas do espectro do hidrogênio. Um estudo mais detalhado desse alargamento levou-o a concluir que as linhas se decompuseram em vários componentes com condições de polarização características. Essa divisão não tem nada a ver com o movimento dos átomos, depende apenas do fato de estarem presentes em um campo elétrico extremamente forte. Esse fenômeno foi observado não apenas para espectro de linhas de hidrogênio, mas também para um grande número de outras substâncias.

As descobertas feitas por Stark, possibilitaram um progresso significativo na pesquisa moderna da estrutura dos átomos, o que sem dúvida foi um grande avanço para toda ciência.

Texto por: Felipe Leria

Revisado por: Ricardo Gonzatto Rodrigues

Referências:

[1] “The Nobel Prize in Physics 1919”. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Acesso em: 02 de Abril de 2018. Disponível: <https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1919/press.html