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quarta-feira, 6 de janeiro de 2010

O Comportamento Ondulatório da Matéria


Em 1897, o ilustre físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940) mostrou que os raios de um tubo de raios catódicos podiam ser desviados por campos eletricos e magnéticos e, portanto, deveriam consistir em partículas eletricamente carregadas. Medindo os desvios dessas partículas, Thomson demonstrou que todas as partículas possuíam a mesma razão carga-massa q/m. Além disso, também foi constatado que partículas com mesma razão entre carga e massa podiam ser obtidas usando qualquer material como catodo. Isso significava que as partículas, atualmente conhecidas como elétron, eram componentes fundamentais da matéria.

Considerando que a luz demonstrava ter propriedades ondulatórias e corpusculares, seria natural se perguntar se a matéria (por exemplo, os prótons e os elétrons) também apresentava tais características. Em 1924, um estudante de física francês, Louis de Broglie (1892-1987), sugeriu essa idéia em sua tese de doutorado. O trabalho de de Broglie foi altamente especulativo, salientando-se que naquele tempo ainda não havia evidências sobre o caráter ondulatório da matéria.

A observação de difração e interferência de ondas de elétrons forneceria a prova crucial da existência das propriedades ondulatórias dos elétrons. Isso foi descoberto, em 1927, pelos físicos C. J. Davisson e L. H. Germer, quando estudavam o espalhamento de elétrons utilizando um alvo de níquel, nos laboratórios da Bell Telephone Co. Depois de aquecerem o metal para remover a camada superficial de óxido, acumulada durante uma fratura acidental no sistema de vácuo, eles observaram que a intensidade dos elétrons espalhados, função do ângulo de espalhamente, apresentava máximos e mínimos. O alvo deles havia cristalizado e, assim, por acaso, observaram a difração de elétrons.

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