Joseph John Thomson (1856 – 1940)

Joseph John Thomson (1856 – 1940)

   Em 18 de dezembro de 1856, nos subúrbios de Manchester, Inglaterra, nasceu Joseph John Thomson, mais tarde conhecido como J.J. Thomson. Filho de um vendedor de livros, Thomson cresceu em contato com diversas obras; como consequência, não tardou para se tornar um leitor ávido e um aluno exemplar. Portanto, não foi espanto quando, aos 14 anos, ingressou na Owens College (atual Universidade de Manchester) que, antônimo da maioria das faculdades da época, ofertava disciplinas de física experimental [1,2].

   Aos 19 anos, após completar o curso de engenharia na Owens College, Thomson recebeu uma bolsa de estudos em matemática no Trinity College, em Cambridge. Mesmo após terminar sua graduação em 1880, ele continuou estudando em Cambridge, no Laboratório Cavendish; 5 anos mais tarde, além de ser outorgada uma cátedra neste laboratório em seu nome, foi eleito membro da Royal Society. Esse reconhecimento adveio de seus trabalhos no campo do eletromagnetismo, em especial, na formulação de James Clerk Maxwell [1,2].

   Nos anos que se sucederam, J.J. Thomson construiu uma carreira sólida e conquistou prestígio entre os cientistas, sendo considerado especialista na teoria eletromagnética. No entanto, foi apenas em 1896, após um conjunto de palestras na América do Norte (EUA), que teve o maior insight de sua vida: comprovou que os raios catódicos são partículas carregadas.

   Em 1858, o matemático e físico Julius Plücker relatou pela primeira vez esse fenômeno (raios catódicos): quando na presença de uma diferença de potencial suficientemente alta, uma radiação é emitida do cátodo (polo negativo) em direção ao ânodo (polo positivo) em um tubo de Crookes. Apesar de conhecerem o fenômeno, a comunidade científica da época se polarizou quanto à explicação. Alguns cientistas, como Heinrich Hertz, acreditavam que esses raios eram uma perturbação no éter luminífero, um meio invisível e onipresente pelo qual os cientistas acreditavam que a luz e outras formas de radiação eletromagnética se propagava. Assim, Hertz acreditava que a radiação emitida no experimento era uma forma de luz [3,4].

   Por outro lado, haviam os que acreditavam que essa radiação era composta de corpúsculos eletricamente ativos (o equivalente atual as partículas carregadas). O próprio J.J. Thomson, que acreditava nessa explicação, realizou uma série de experimentos para comprová-la. O mais famoso deles, que utilizava duas placas metálicas paralelas para gerar um campo elétrico perpendicular ao movimento dos raios, mostrou que os mesmos (raios catódicos) eram defletidos (mudavam a direção de movimento) ao interagir com o campo. Outros experimentos, também realizados por Thomson, utilizando campos magnéticos demonstraram que, de fato, esses raios eram compostos por partículas dotadas de cargas elétricas negativas (atualmente nomeadas de elétrons). Consequentemente, a teoria do éter luminífero perdeu prestígio no meio acadêmico, uma vez que não conseguia explicar esses resultados: a teoria não admitia que esse meio (éter) fosse perturbado por campos elétricos ou magnéticos externos [3,4].

   Apesar da resistência em aceitar a explicação corpuscular, a comunidade científica reconheceu que todos os trabalhos realizados sobre o tema conduziam, inevitavelmente, a essa interpretação. Apesar de não ter sido pioneiro e tão pouco o único a realizar experimento sobre o tema, Thomson foi o primeiro a mensurar tanto a velocidade dessas partículas quanto a razão de sua carga por massa [3].

   Em virtude dessas descobertas, em 1906, J.J. Thomson foi laureado com o prêmio Nobel de Física. Três anos mais tarde, foi nomeado presidente da Associação Britânica para o Avanço da Ciência; e em 1912 recebeu a Ordem do Mérito. Nos anos que se seguiram, continuou trabalhando em seu laboratório em Cambridge, estudando e desenvolvendo equipamentos e técnicas para estudar a estrutura da matéria. Em 1940, Thomson veio a falecer, deixando um legado imensurável para a física e ciência [1,2].

Autor: Gabriel Vinicius Mufatto.

Referências:

[1] J.J. Thomson. British physicist. Disponível em: https://www.britannica.com/biography/J-J-Thomson. Acesso em: 4 nov. 2024.

[2] J.J. Thomson. The Nobel Prize. Disponível em: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1906/thomson/biographical/. Acesso em: 4 nob. 2024.

[3] Thaís Cyrino de Mello FORATO, T, C. M.; Et al. Debates, contextos e lacunas no desenvolvimento coletivo da teoria sobre. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 38, n. 3, p. 1619-1649, dez. 2021. 

[4] Silva, L, C. M.; Santos, W, M. S. Dias, P, M. C.; A carga específica do elétron. Um enfoque histórico e experimental. Revista Brasileira de Ensino de Fsica, v. 33, n. 1, 1601. 2011.

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