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Ciano Magenta Amarelo Preto

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EditoraEvangraf

Porto Alegre | 2011

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© dos autores1a edição

Direitos reservados desta edição:Universidade Federal do Rio Grande do Sul

DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO (CIP)

Elaborada pela Biblioteca Central daUniversidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Silvana Da DaltLicenciada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2005),mestre em Engenharia de Materiais pela mesma Universidade (2008) na área deCiência e Tecnologia dos Materiais, atualmente é integrante do Laboratório deMateriais Cerâmicos da Escola de Engenharia da UFRGS onde desenvolve seudoutorado em Síntese, Caracterização e Aplicação de Nanotubos de Carbono.

Adriano PieresLicenciado em Física pela UFRGS (2005), onde trabalhou no Laboratório ItineranteTecnologia com Ciência (LITcC) de 2006 a 2008, desenvolvendo projetos ligadosà divulgação científica de processos físicos utilizados no cotidiano e onde participoude vários eventos de divulgação científica pelo Estado. Atualmente é professor deEnsino Médio e bacharelando em Astrofísica pela mesma Universidade.

P618r Pieres, AdrianoRaios catódicos / Adriano Pieres, Silvana Da Dalt. - Porto Alegre:

Evangraf, 2011. 96 p. : il.

ISBN: 978-85-7727-323-2

1. Física. 2. Raios catódicos.I.Pieres, Adriano. II. Da Dalt, Silvana. III.Título.

CDU – 53

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SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO ...................................................................................................7

CONCEITOS BÁSICOS ...........................................................................................9

AS TECNOLOGIAS PRECURSORAS ......................................................................11

A HISTÓRIA DOS RAIOS CATÓDICOS ..................................................................33

O EFEITO FOTOELÉTRICO ...................................................................................37

A DESCOBERTA DO ELÉTRON.............................................................................41

AS VÁLVULAS ELETRÔNICAS ..............................................................................45

OS TUBOS FOSFORESCENTES ............................................................................51

OS RAIOS X ........................................................................................................55

A ERA DO RÁDIO ...............................................................................................59

A ERA DA TV ......................................................................................................63

A TV NO BRASIL .................................................................................................65

UMA INTRODUÇÃO À MICROELETRÔNICA ........................................................67

O PRÊMIO NOBEL E SUA INFLUÊNCIA NA PESQUISA DOS TRCS ....................... 71

BIOGRAFIAS ...................................................................................................... 77William Crookes ...................................................................................................................................... 78Heinrich Geissler ..................................................................................................................................... 79Wilhelm Conrad Röentgen ...................................................................................................................... 80Phillip von Lenard .................................................................................................................................... 83Max Theodor Felix von Laue .................................................................................................................. 84William Henry Bragg ............................................................................................................................... 85William Lawrence Bragg .......................................................................................................................... 87

REDE CONCEITUAL ............................................................................................89

CRÉDITOS DAS ILUSTRAÇÕES.............................................................................91

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APRESENTAÇÃOO objetivo principal deste trabalho é oferecer aos jovens estudantes e

interessados no assunto uma visão pormenorizada do caminho que tomou aFísica no século passado e as suas consequentes aplicações no nosso dia adia, como a televisão, o rádio, os aparelhos eletrônicos entre outros que,embora não façam parte do cotidiano, são marcas do estágio no qual seencontra nossa civilização, como os raios X e a pesquisa científica compartículas, os quais tiveram origem no estudo dos raios catódicos.

Embora altamente frutífero e interessante, infelizmente, esse campoda Física Moderna ficou fora do currículo de nossas escolas de ensino médio,talvez por ser de origem relativamente recente. Mesmo no ensino acadêmico,é muitas vezes discriminado, embora muitas teorias, como, por exemplo, aquantização da energia do átomo de Bohr, tenham obtido comprovaçãoexperimental num dispositivo semelhante a um tubo de raios catódicos.

No escopo de nosso trabalho, utilizamos o assunto raios catódicos comouma introdução, na verdade, às explicações dos dispositivos tecnológicos etoda sua gama de aplicações, história e teorias, sem deixar de dar importânciaà pesquisa em si.

Tentamos proporcionar, em nível de divulgação científica para o grandepúblico, uma leitura agradável e que trouxesse à tona informações a todo oleitor que se dispusesse a abrir este pequeno manual. Para isso, trouxemosum pouco de tudo: a Filosofia da Ciência, a História em que os aconte-cimentos tiveram lugar, o papel dos cientistas, a Física embarcada nosexperimentos.

Oferecemos como uma ferramenta para discussões e geradora deconexões, ao final deste livro, uma rede conceitual sobre todo o material dotrabalho. Além disso, pode servir como resumo do tema e/ou uma forma deapresentação sintética, bastante útil, para realçar conceitos e fomentardiscussões.

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CONCEITOS BÁSICOSEntre os pioneiros dos trabalhos com raios catódicos, podemos citar

três nomes: o dos cientistas europeus Julius Plücker e Johanes Hittorf e o deThomas Alva Edison.

Julius Plücker notou, em 1858, que havia uma luminescência numrecipiente de vidro contendo gás a baixa pressão, dotado de duasextremidades metálicas ligadas a uma diferença de potencial, no caso, umapilha elétrica. Podemos deduzir que o que Plücker conseguiu ver foram asinterações elétricas com os átomos das impurezas do vidro. Observou,também, que esse feixe podia ser desviado se o campo magnético de um imãse tornasse sensível (acima de de um determinado limite inferior) próximodo raio.

Johanes Hittorf, físico alemão, conseguiu produzir vácuo suficiente, em1869, para que se pudessem ser vistos os raios catódicos, não apenas numponto do vidro, mas em todo o seu interior.

Thomas Edison, inventor norte-americano, o famoso descobridor dalâmpada, ao observar um de seus inventos, em 1883, notou que havia umafraca corrente que fluía do filamento quando uma placa condutora eraacoplada à lâmpada, estando essa placa com uma diferença de potencialpouco acima da do filamento (alguns volts). Notou, ainda, que essa fracacorrente somente fluía quando o filamento da lâmpada estava aquecido.Essa experiência se tornou curiosa, também, porque as válvulas, grandesinventos, são dispositivos muito semelhantes às lâmpadas e praticamenteiguais à utilizada por Edison nessa experiência.

Lembramos que, por essa época, pululavam as declarações de que aFísica estava morta e de que o trabalho dos físicos seria apenas o de levar aprecisão das constantes físicas às menores casas.

Com essas três experiências que marcaram a história da Física, podemosfazer uma asserção a respeito da produção dos raios catódicos: é necessárioapenas um tubo transparente que suporte uma pressão interna muito baixa,conectores elétricos dentro destes tubos (que foram previamente evacuados)

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e uma diferença de potencial que será responsável pela parte ativa doexperimento.

Veremos que essas experiências básicas com os raios catódicos setraduzem na restrição imposta pela tecnologia daqueles dias. Estas restriçõesserão abordadas no próximo capítulo.

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AS TECNOLOGIAS PRECURSORAS

Introdução

Um aspecto importante é que a descoberta dos raios catódicos somentefoi possível graças ao desenvolvimento tecnológico e industrial do séculoXIX, numa gama de três fatores que se entrelaçam, ajudando-se mutuamente.

O primeiro fator a ser abordado será o vidro e sua produção. A seguir,veremos um pouco da história do vácuo e, posteriormente, a produção deelevadas tensões e de correntes contínuas ou variáveis de forma constante.

Além dessas inovações, o próprio fato de existir uma comunidadecientífica sólida (ou pelo menos em seu primeiro estágio de solidificação)deu suporte a esses experimentos e possibilitou a continuação deles, assimcomo possibilitou descobertas que culminaram nas inovações tecnológicasdos dias atuais. Além disso, a comunicação foi imprescindível como suportea essa comunidade e à Física Moderna como um todo.

O Vidro

Etimologia

A palavra vidro deriva do latim vitro, que por sua vez deriva do radicalgrego hidro, o qual significa “relativo ou que possui características semelhantesàs da água”, certamente fazendo alusão à transparência do vidro e talveztambém à sua liquidez quando acima do ponto de fusão.

Histórico

Embora não haja evidências precisas sobre a origem do vidro, foramdescobertos objetos de vidro nas necrópoles egípcias, ao redor das pirâmides.

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Por esse motivo, imagina-se que o vidro já era conhecido há pelo menos4.000 anos antes da Era Cristã.

Alguns autores apontam os navegadores fenícios como os precursoresda indústria do vidro. A origem teria sido casual: ao preparar uma fogueiranuma praia nas costas da Síria para aquecer suas refeições, improvisaramfogões usando blocos de salitre e soda. Passado algum tempo, notaram quedo fogo escorria uma substância brilhante que se solidificava imediatamenteao contato com a areia fria. Estaria, então, descoberto o vidro que, por suabeleza, funcionalidade e múltiplas aplicações, passaria por inúmerastransformações e se adaptaria a outras incontáveis aplicações. Coube aosfenícios, mercadores, disseminar a descoberta do vidro que, embora fosseconhecido no Oriente há bem mais tempo, não passou pela divulgação queteve no Ocidente.

Além desse fato, também é digno de nota uma característica do povooriental: enquanto descobertas espalham-se pelo mundo através dacomunicação e do comércio, no Oriente não há a preocupação com adivulgação, como no caso do vidro e da pólvora, além de certas teorias físicas.

Durante o Império Romano, houve um grande desenvolvimento dessaatividade devido ao apogeu do século XIII, em Veneza, Itália. Após incêndiosprovocados pelos fornos de vidro da época, a indústria foi transferida paraMurano, ilha próxima de Veneza. As vidrarias de Murano produziam vidrosem diversas cores, um marco na história desse material, e a fama de seuscristais e espelhos perdura até hoje.

A indústria moderna do vidro surgiu recentemente, se comparada coma sua origem, com a revolução industrial e a mecanização dos processos.

Embora antiga, a produção de vidros homogêneos só foi conseguida háalgumas décadas. Um bom exemplo disso são os antigos vitrais das Igrejas:como não se podiam fabricar vidros laminados, se dispunham cacos destes,em formas artísticas, que eram unidos com uma liga de chumbo. O vidro dequalidade só pode ser produzido com o refinamento químico das matérias-primas, graças ao desenvolvimento da indústria química e das técnicas defabricação (sopro, prensagem). A possibilidade de produção de vidros dealta qualidade e a sua combinação com peças de metais permitiu odesenvolvimento das lâmpadas e tubos de raios catódicos na segunda metadedo século XIX.

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Composição Química

Quimicamente, o vidro é uma substância inorgânica, homogênea eamorfa (não-cristalina), obtida através do resfriamento de uma massa à basede sílica em fusão.

A ilustração 1 mostra a composição química da massa básica de vidroque é levada ao forno em alta temperatura. Estes componentes têm funçãodiversa e podem variar conforme a utilidade que se pretende dar ao produtofinal.

Ilustração 1 - Proporção dos componentes do vidroFonte: Elaborada pelos autores.

A sílica (SiO2), formada basicamente por areia que passou por umprocesso de purificação, tem função vitrificante. A alumina (Al2O3) e o óxidode magnésio (MgO) aumentam a resistência a choques mecânicos comobatidas, quedas, etc. O óxido de magnésio possui ainda a propriedade deproteger o material quanto a choques térmicos, enquanto o óxido de cálcioestabiliza o vidro quanto à degradação pela atmosfera.

As Tecnologias Precursoras

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Ilustração 2 - As diferentes cores podem variar com a utilidade que se pretende dar aoutensílio de vidro

Fonte: Foto de Adriano Pieres.

Quando em alta temperatura, grande parte do oxigênio presente noscomponentes é liberado, permitindo que os ingredientes trabalhem entresi, sem o oxigênio. Desta forma, embora o óxido de cálcio seja umcomponente da massa do vidro, o componente do produto final é o cálcio,que é fixado como constituinte do vidro, enquanto o oxigênio se combinacom outros elementos e é liberado para a atmosfera.

Os vidros coloridos são produzidos acrescentando-se à composiçãocorantes como selênio (Se), óxido de ferro (Fe2O3) e óxido de cobalto(Co3O4) para atingir as diferentes cores.

As garrafas, assim como os tubos de raios catódicos com formatoarredondado, são obtidos por sopro. Já os vidros de janelas são obtidos porprensagem.

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A Tecnologia do Vácuo

Etimologia

A palavra “vácuo” é de origem latina e possui o caráter de definir aausência de matéria, trazendo como sinônimo “[aquilo] que nada contém,vazio; livre, desobstruído; disponível; desprotegido, exposto etc.” (Houaiss,2001). Particularmente em Física, vácuo significa determinada região doespaço onde foi retirada toda e qualquer matéria, ou então um lugar doespaço onde foi retirada grande parte da matéria. Essa ideia de uma regiãovazia (ou quase) serve de inspiração tanto para a Física tanto quanto aFilosofia.

Histórico

Historicamente, no entanto, a ideia de vazio foi motivo de discussãoprimordialmente para os filósofos. O primeiro filósofo de que temos notíciaa discutir a ideia de vácuo foi Parmênides, nascido no sul da região conhecidahoje como Itália, contemporâneo de Sócrates (séc. V a. C.). Para ele, a ideiade vácuo é a não-matéria: é aquilo que não “é”, o lugar onde não “há” matéria.Enquanto a matéria seria o existente, o vácuo seria a não-matéria, o próprio“não-ser”. Como o Universo existe e portanto “é”, logo o vácuo seria irreal, o“não é” impossível de existir:

Algumas conseqüências surgem de imediato. O “é” significa que o

mundo está cheio de matéria por toda a parte. O espaço vazio

simplesmente não existe, nem dentro, nem fora. Além disso, deve haver

igual quantidade de matéria em todos os lugares, caso contrário

precisaríamos mencionar um lugar de menor densidade, que de certo

modo não era, e isto é impossível. O “isto” deve existir igualmente em

todas as direções e não pode alcançar o infinito, pois significaria que

era incompleto. É incriado e eterno: não pode surgir do nada nem se

dissolver no nada, nem pode surgir de algo, pois não existe nenhuma

outra coisa além dele. E assim chegamos a uma representação do mundo

como uma esfera material, uniforme, sólida e finita, sem tempo,

movimento nem mudança. Na verdade, trata-se de um monstruoso


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golpe no senso comum, mas também é a conclusão lógica de um radical

monismo material cabal e completo. Se isto ofende os nossos sentidos,

pior para eles: precisamos descartar a experiência sensorial como

ilusória, e é precisamente isto que Parmênides faz. Ao levar a teoria

monista às últimas conseqüências, ele força os pensadores posteriores

a recomeçarem. (Russell, 2003)

É interessante como mais tarde a ideia do vácuo veio a ser melhordefinida quando houve uma redefinição do que é o seu inverso, ou seja, amatéria. Isso ocorreu com o atomismo de Leucipo. Este tomou a ideia daesfera de Parmênides e miniaturizou-a: o mundo seria composto de váriasesferas ideais, de densidades iguais, não físseis, enquanto além destas esferasexistiria o nada, o vácuo. Essas esferas foram chamadas de átomos (a=não,tomo=divisível). Demócrito (420 a. C.) tentou aplicar essa teoria às mudançasdo mundo, visto que o Universo não se comportava como a esfera perfeitade Parmênides. Dessa forma, as variações que notamos com nossos sentidossão explicadas com os arranjos e rearranjos dos átomos. Isso explicaria, aprincípio, a matéria e, por extensão, suas características como componentessecundários (cor, sons, etc.).

Embora frutíferas e, aparentemente, bem pensadas, essas concepçõesnão foram as seguidas pela Ciência dos séculos posteriores até o século XVII.As ideias de Aristóteles (384-322 a. C.) é que foram tomadas como verdadesabsolutas. A priori, seu pensamento é de que a experiência deve ser a origemde tudo (inclusive das ideias), ao contrário de seu mestre, Platão, que colocavaas ideias em primeiro plano. Dessa forma, a filosofia de Aristóteles foi acolhidacom empatia pelos chamados “homens de ciência”, que buscavam explicaçõespara os fenômenos naturais.

Aristóteles pregava que tudo no Universo é composto pelos conhecidosquatro elementos e que cada um possui um lugar de origem: o fogo tende aelevar-se acima de todos os outros elementos, enquanto o ar acima da águae da terra e a água a elevar-se acima da terra. Os outros componentes seriamuma combinação simples destes quatro. Aplicando esses princípios àCinemática, a velocidade dos corpos seria uma função das suas densidades:uma flecha possui uma velocidade maior no ar do que na água. E tende acair porque possui mais terra do que ar em sua composição. No vácuo, umaflecha teria uma velocidade infinita. A outra premissa famosa para sustentar

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a inexistência do vazio é que os corpos mais pesados tendem a cair comvelocidade maior que os mais leves. Se aplicarmos essa ideia à nossa flecha ea substituirmos por uma de peso maior, ela terá uma velocidade maior que aanterior, ou seja, uma velocidade maior que o infinito. Aristóteles viu nessasduas afirmações (que em realidade são falsas) uma deixa para provar aimpossibilidade de existência do vácuo – a Natureza teria horror ao vácuo.

Embora partindo de premissas erradas, Aristóteles chegou a umaconclusão que foi respeitada por dois mil anos, até Galileu Galilei (1564-1642) realizar (experimental ou mentalmente) os experimentos de Pizza. Éum bom exemplo de como certas ideias criam autoridade pelo tempo deexistência e de como é importante criticá-las. É também um bom exemplode como, ocasionalmente, o último lugar onde uma questão pode serrespondida é nos centros acadêmicos: assim como o saber, o respeito aosantigos era tido em grande instância, e discutir a veracidade das conclusõesde Aristóteles era tão desrespeitoso como discutir a própria verdade. Dessaforma, as novidades somente puderam vir dos iletrados, dos mecânicosencanadores que, próximo ao ano de 1640, tentaram, na região de Toscana,Itália, bombear água a mais de 10 metros de altura. A surpresa foi que, quandoa altura da coluna de água superava em pouco os 10 metros, a bomba eraincapaz de puxar a água para cima, devido a uma região que ficava vaziaacima daquela coluna. A novidade chegou aos ouvidos de Galileu que fezalguns experimentos sobre o peso do ar, não tendo demonstrado maiorinteresse sobre o fenômeno. Esse campo foi mais fértil para EvangelistaTorricelli (1608-1647):

Essas pesquisas foram continuadas de modo brilhante por um aluno

de Galileu, Evangelista Torricelli que interpretou o fenômeno como

relacionado com o “peso do ar” ou mais especificamente com a pressão

atmosférica capaz de equilibrar uma coluna de 10,3 m de água. Os

trabalhos de Torricelli levaram-no a estabelecer uma técnica metrológica

para a medição da pressão atmosférica, construindo o primeiro

barômetro (medidor de pressão). Mais tarde verificou que utilizando

mercúrio no lugar da água a coluna era de cerca de 76 cm. Observou

que a razão entre as alturas da coluna de água e de mercúrio era

justamente a razão entre as densidades desses dois materiais.

(Stempniak, 2002, p. 5)


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Assim como Galileu, Torricelli minou as bases da Física Aristotélica emfunção de uma nova Física: agora a própria Natureza, antes consideradacomo possuindo horror ao vácuo, produzia o vácuo.

Mais tarde, o francês Blaise Pascal (1623-1662) demonstrou as variaçõesque um barômetro de Torricelli apresentava nas medidas da coluna demercúrio ao pé de uma montanha e no seu cume. Apresentava tambémvariações nas medidas quando o tempo estava muito quente ou para chover.Nesta porção vazia acima da coluna que beirava os 760 mm de mercúrio, eraproduzido um vácuo de muito boa qualidade (principalmente se analisarmosque era um dos primeiros vácuos produzidos).

Conquanto em nossos dias as descobertas científicas são voltadas para aaplicação tecnológica, no século XVII, essas novidades também tinham ocaráter de divertir e surpreender, aliando a ciência incipiente à arte e àdiversão, aliança também recorrida hoje em dia. Conforme esse aspecto, oprefeito de Magdeburgo (Alemanha), Otto Von Guericke (1608-1686), eva-cuou dois hemisférios de cobre, utilizando um pistão para extrair o ar doseu interior. Após, colocou oito cavalos de cada lado para puxar cada hemis-fério, onde, ao separá-los, ocorriaenorme estrondo devido ao movi-mento do ar para preencher o vácuo.Além de servir de divertimento, o ex-perimento de Magdeburgo trouxe àtona o papel da divulgação científicaentre a população comum.

Ilustração 3 - Peças compondo amáquina de produzir vácuo de

Robert Boyle (séc XVII)Fonte: Robert Boyle <http://

www.geocities.ws/saladefisica9/biografias/boyle.html>.

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Um dos pesquisadores que desenvolveu avanços tanto na tecnologiadas bombas pneumáticas (para drenar o ar) como na parte teórica foi oinglês Robert Boyle (1627-1691), como podemos ver na figura anterior.

As pesquisas de Boyle com gases levaram à descoberta da lei dainvariância do produto da pressão pelo volume de um gás à temperaturaconstante, conhecida como lei de Boyle. Um dos tubos de Boyle conhecidocomo “tubo oval de Newton” (Newton’s Egg) é na realidade um tuboconectado a uma bomba de vácuo para o estudo do comportamento dosgases a baixa pressão, um antecessor dos tubos de raios catódicos.

Vários nomes estão ligados à produção do vácuo, distribuídos em váriospaíses. É interessante notar também que assim como o desenvolvimento dosTubos de Raios Catódicos foi beneficiado com as tecnologias do vácuo, muitodo desenvolvimento do vácuo teve seu ponto de partida no desenvolvimentodos TRCs. Um exemplo são os físicos interessados principalmente no estudosda resistência dos gases a baixas pressões que projetaram bombas de vácuo eintroduziram novas técnicas para a produção de vácuo. No ano de 1854,Julius Plücker (1801-1868), na Universidade de Bonn (Alemanha), fazencomendas ao seu vidreiro, Heinrich Geissler (1814-1879) de uma novabomba de mercúrio, de forma a produzir as baixas pressões necessárias aosexperimentos em descargas elétricas que estava realizando. Geissler construiu,em 1855, uma bomba que gerava uma pressão de 0,1Torr (1,3 x 10-4 atm).Em 1870, William Crookes (1832-1919) com o seu assistente CharlesGimingham, através de aperfeiçoamentos, conseguiu pressões da ordem de10-5 Torr (1,3 x 10-8 atm). A barreira de vácuo hoje atingida é de 10-12 Torr(1,3 x 10-15 atm) nos melhores sistemas.

Medidas de Pressão

Conforme ocorreu o avanço na produção de pressões cada vez maispróximas do vazio absoluto, foi necessária a introdução de medidas parafazer a comparação dessas baixas pressões produzidas. Como primeiramedida, surgiu o milímetro de mercúrio (Hg de hidrargirum=água prateada),referente à medida da coluna máxima erguida por este metal na atmosferaterrestre. Mais tarde, para evitar definições ambíguas de pressão comdistância, convencionou-se que a pressão de um milímetro de mercúrioequivaleria a pressão de um Torricelli (1mm Hg = 1 Torr). Como unidade


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derivada do sistema internacional, temos o Pascal (Pa) que tem comodefinição um Newton (kg.m/s2) por metro quadrado (1N/m2). Paracomparações com a pressão atmosférica, temos a atmosfera (atm) que possuiucomo unidade a pressão de 760 Torr. Outras unidades são listadas abaixo:

1 atmosfera (atm) = 760 Torricelli (Torr)= 1,013 x 105 Pascal (Pa)= 760 mm Hg= 1 bar = 1000 mbar= 14,70 libras/polegada ou psi (do inglês pound square inch)

Grandezas Associadas

Uma relação útil quando se fala em vácuo é a de livre caminho médioentre as moléculas, se imaginarmos o gás como representado por inúmerasesferas. Quanto menor a pressão deste gás, maior a distância entre as esferasconstituintes da matéria, ou moléculas. Da mesma forma, um átomo emmovimento deverá ter um caminho livre maior estando num gás à baixapressão.

Ilustração 4 – Representação dos átomos num gás (esferas) e suas velocidades (vetores) adeterminada pressão (esquerda) e a uma pressão bem mais baixa (direita), sendo em ambos

os casos na mesma temperatura.Fonte: Elaborada por Adriano Pieres.

A relação entre o caminho livre médio entre as moléculas, a pressão deum gás e o número de colisões por segundo pode ser melhor visualizada natabela abaixo, para os diferentes tipos de vácuo gerados:

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Tabela 1 - Parâmetros para diferentes pressõesFonte: Elaborado pelos autores.

Atualmente, o vácuo se tornou um aliado ainda maior da tecnologia.Sua utilização é crucial na produção de medicamentos (devido à esterilidade),alimentos embalados a vácuo (café em pó, requeijão, massa de tomate, etc.),de lâmpadas fluorescentes e incandescentes, filmes finos (depósito de vapor),garrafas térmicas, lasers, sem esquecer os TRCs presentes na alta tecnologiado cotidiano.

A Eletricidade

Etimologia

A palavra eletricidade deriva do grego elektron, mais conhecido comoâmbar, uma resina translúcida, com uma tonalidade entre o amarelo e olaranja. No Brasil também é conhecido como breu.

Histórico

Próximo do ano 600 a.C., os gregos descobriram uma peculiarpropriedade desse material: quando friccionado com um pedaço de peleanimal, o âmbar desenvolve a habilidade para atrair pequenos pedaços deplumas e folhas secas. Por séculos essa estranha e inexplicável propriedadefoi associada unicamente ao âmbar.


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Embora conhecida de muitos povos à margem do Mediterrâneo, umaexplicação mais plausível foi proposta apenas dois mil anos depois, no séculoXVI. O médico da rainha Elisabeth I da Inglaterra, William Gilbert (1544-1603), resumiu no livro “De Magnéte” (1600) dezessete anos de experiênciassobre os incipientes magnetismo e eletricidade estática.

Foi também quem cunhou o termo “elétrico” e demonstrou que assubstâncias com essa denominação podem apresentar dois tipos de efeitos.Quando friccionado com peles, o âmbar adquire uma “eletricidade deresina”, enquanto o vidro friccionado com a seda adquire o que eleschamaram de “eletricidade vítrea”. Eletricidade repele a do mesmo tipo eatrai a do tipo oposto. Os cientistas da época pensavam que a fricçãorealmente criava a eletricidade, porém não notaram que uma igualquantidade de eletricidade oposta ficava na pele ou na seda.

Ilustração 5 - Apresentação de Gilbert à rainha da Inglaterra sobre as propriedadesmagnéticas dos imãs.

Fonte: <http://www.geocities.ws/saladefisica9/biografias/gilbert.html>

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É interessante notar, nesse caso, o papel da experimentação nodesenvolvimento da ciência. Gilbert era médico, acostumado ao trabalhomanual. Numa época em que a Medicina era um campo fértil de mitos ecrendices (por exemplo, sangrias eram muito recomendadas), Gilbertcontribuiu para uma desmistificação de magnetismo. Provou, por exemplo,que o alho não desmagnetizava o ferro magnetizado, mas a alta temperaturasim. Foi, sem dúvida, devido ao seu espírito inquiridor e experimental que oeletromagnetismo teve o seu primeiro esboço.

Em 1747, outros experimentadores, entre eles Benjamin Franklin (1706-1790) nos Estados Unidos e William Watson (1715-1787) na Inglaterra, deforma independente, chegaram a mesma conclusão: todos os materiaispossuem um tipo único de “fluido elétrico”, que pode penetrar no materiallivremente, mas que não pode ser criado e nem destruído. A ação da fricçãosimplesmente transfere o fluido de um corpo para o outro, eletrificandoambos. Franklin e Watson introduziram, assim, o princípio da conservaçãode carga: a quantidade total de carga elétrica em um sistema isolado éconstante.

Franklin convencionou que o fluido correspondente à eletricidade vítreaera positivo e que a sua falta corresponde ao negativo. Portanto, de acordocom Franklin, a direção do fluxo (corrente) era do positivo para o negativo.No entanto, atualmente, sabe-se que o oposto é que vem a ser verdade. Umateoria complementar com base no fluido foi desenvolvida, posteriormente,na qual amostras do mesmo tipo se atraem, enquanto aquelas de tipos opostosse repelem.

Franklin ficou conhecido também com a Garrafa de Leyden. Essedispositivo consiste numa garrafa de vidro (que pode ser substituído poroutro material isolante) recoberta interna e externamente por folhasmetálicas. Ao aproximarmos corpos eletrizados do terminal interno(referente às lâminas internas) ocorre a chamada eletrização por contato:uma redistribuição do excesso de portadores de carga. Depois de repetiresse processo várias vezes, provoca-se o contato entre as duas superfícieseletrizadas, através de fios metálicos. Isso gera uma corrente elétricaproveniente do desequilíbrio entre a quantidade de cargas positivas enegativas nas superfícies. A garrafa de Leyden foi o primeiro dispositivoutilizado para armazenar carga elétrica, mais tarde conhecido como capacitor.


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Ilustração 6 - A garrafa de Leyden é composta de duas finas lâminas metálicas, uma interna àgarrafa e outra externa a esta. Quando a tensão atinge picos elevados, há uma descarga na

parte superior, entre os dois contatos.Fonte: Elaborado pelos autores.

O descarregamento da Garrafa de Leyden gera uma corrente,ocasionando um choque elétrico se alguém estiver em contato com um dosterminais. Se um condutor de metal fosse usado, uma faísca poderia servista e até ouvida. Franklin tinha dúvidas de que o raio e o trovão eramresultado de uma descarga elétrica. Durante uma tempestade em 1752,Franklin empinou uma pipa com uma extremidade de metal. No fim dachuva, na linha condutora de cânhamo da pipa empinada, ele acoplou umachave de metal, na qual amarrou um barbante de seda não condutor quecolocou em sua mão. O experimento foi extremamente arriscado, mas oresultado foi inconfundível: quando os nós de seus dedos ficaram perto dachave, ele pode atrair faíscas para si. Outras duas pessoas que tentaram esseexperimento extremamente perigoso acabaram morrendo.

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Ilustração 7 - Busto em homenagem a Charles Coulomb.Fonte: Charles Coulumb. Londres, 2005.

À época da publicação do “De Magnéte” já era conhecido o fato de quea força elétrica repulsiva ou atrativa diminuía quando as cargas eramseparadas. A relação quantitativa dessa força teve como seu pioneiro JosephPriestley (1733-1804), um amigo de Benjamin Franklin. Em 1767, Priestleyindiretamente deduziu que, quando a distância entre dois pequenos corposcarregados é aumentada por um determinado fator, as forças entre os corpossão reduzidas pelo quadrado deste fator. Apenas dezoito anos depois é quese fizeram experimentos que comprovaram essa lei, quando John Robinson,na Escócia, fez mais medidas diretas da força elétrica envolvida.

Seguindo o caminho trilhado por Newton para a determinaçãoconceitual das forças e da determinação quantitativa da gravitação, oengenheiro francês Charles A . de Coulomb (1736-1806) realizou uma sériede experimentos com balanças de torção e corpos eletrizados, visando obteruma lei empírica mais precisa que relacionasse a eletrização dos corpos coma distância entre eles, adicionando importantes detalhes à prova de Priestley(hoje conhecida como lei de Coulomb). Ele também desenvolveu a teoriade dois fluidos para cargas elétricas, rejeitando tanto a ideia da criação deeletricidade pela fricção, como o modelo de um único fluido de Franklin.


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As fontes de Tensão

A Pilha de Volta

Por causa de um acidente no século XVIII, o médico anatomista italianoLuigi Galvani (1737-1798) começou uma cadeia de eventos que culminaramno desenvolvimento do conceito de tensão elétrica e na invenção da bateria.

Em 1780, um dos assistentes de Galvani noticiou que uma perna de rãdissecada se contraía quando ele tocava seu nervo com um bisturi. Outroassistente achou que tinha visto uma faísca saindo de um gerador elétricocarregado ao mesmo tempo. Galvani concluiu que a eletricidade era a causada contração muscular da rã. Ele erroneamente pensou, entretanto, que oefeito era devido à transferência de um fluido, ou “eletricidade animal”, emvez da eletricidade convencional. Aqui um parêntesis se faz necessário:embora a eletricidade tenha inúmeras aplicações no mundo inanimado, foio fenômeno do choque elétrico no corpo humano que promoveu interessepela eletricidade. Vem-nos à mente a máxima de Protágoras, de que oHomem é a medida de todas as coisas. Hoje temos uma inversão disso: amaior parte das aplicações da eletricidade não envolvem o corpo humanocomo elemento de seus circuitos. Não surpreende, então, que, naquela época,os primeiros a conjeturarem sobre a eletricidade foram os médicos, tratandodos efeitos desse fenômeno sobre o corpo. No entanto, a perspicácia e aintuição de William Gilbert faltaram a Galvani, o qual insistia na influênciade fatores que, posteriormente, comprovaram não haver relação legítimacom a eletricidade, como a origem animal e a influência das condiçõesmeteorológicas na “produção” da eletricidade pelos animais.

Vizinha à Bolonha, na Universidade de Pávia, esses experimentosentusiasmaram o físico autodidata Alessandro Volta (1745-1827). Repetindoos experimentos de Galvani, Volta começou a discordar da teoria da“eletricidade animal” de Galvani em 1793.

Em uma carta a um de seus amigos, escrita no ano de 1796, Voltaexpressou claramente suas ideias a respeito dos condutores e da eletricidade:“O contato de condutores diferentes, sobretudo metálicos, que denominareicondutores secos ou de primeira classe, com condutores úmidos, ou desegunda classe, desperta o fluido elétrico e imprime-lhe certa impulsão ouincitação.” No mesmo ano, Fabbroni, um químico de Florença, observouque, quando duas lâminas de metais diferentes são postas em contato com

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um líquido, uma delas fica oxidada. Intuiu então que deve existir certa relaçãoentre os dois fenômenos – o elétrico e o químico.

O experimento que deu origem à pilha elétrica foi feito por Volta, aointercalar duas placas, uma de bronze e outra de aço, com um feltro embebidonuma solução ácida. Ao empilhar várias destas placas, produziu o que foibatizado como “pilha de Volta”.

Ilustração 8 - Esquema para o estudo da eletricidade animal, por Galvani, extraído de suasmemórias no De Viribus Electricitatis in Motu Musculari.

Fonte: Luigi Galvani. São Paulo, 2004.

O princípio de funcionamento da pilha elétrica de Volta é a conversãode energia química em elétrica. Quando dois metais estão em contato, háuma diferença de potencial entre eles. Esse é o conhecido efeito do potencialde contato. Se colocarmos uma solução reativa entre esses dois metais, haveráum deslocamento dos íons positivos da solução para o terminal com umpotencial mais baixo e dos íons negativos da solução para o terminal commaior potencial. Gera-se, dessa forma, um acúmulo de cargas opostas nosterminais metálicos, devido à diferença de potencial dos metais. Uma conexãoentre eles fará com que os portadores de carga se desloquem, na tentativa deacabar com o desequilíbrio de cargas. Essa tentativa de acabar com odesequilíbrio é que gera uma corrente de deslocamento das cargas no fio,consistindo na chamada energia elétrica. Com o tempo, a solução perde seu


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potencial reativo devido à perda dos íons e à sua reação com o metal,ocasionando o enfraquecimento da corrente. É o que acontece com asbaterias com muito tempo de uso.

Para quantificar essa diferença de tensão entre os metais, foi introduzidaa unidade de potencial elétrico, ou diferença de potencial: o Volt, emhomenagem ao inventor da pilha. Assim, tensão é uma medida da capacidadede um sistema para realizar trabalho por meio de uma quantidade de cargaelétrica unitária. Para exemplificar a tensão tem-se: a voltagem medida emeletrocardiogramas, que fica em torno de 5 milésimos de volt (5 mV), atensão disponível nas tomadas das casas de 110 ou 220 V e, além disso, tem-se o enorme potencial próximo de 1 bilhão de Volts (1GV) existente entreuma nuvem carregada e o solo, necessário para a produção de um raio.

O conceito de corrente elétrica deve-se a Ampère (1775-1836), emboradesde o final do século XVIII fossem já conhecidas as pilhas que convertemenergia química em elétrica e as máquinas que acumulavam eletricidade naforma estática, as Baterias de Volta e as Pilhas de Leclanché.

A Pilha de Leclanché

A pilha de Leclanché, também conhecida como pilha seca ou pilhacomum, foi inventada, em 1866, pelo engenheiro francês George Leclanché(1839-1882). É a precursora das modernas pilhas secas de uso tãodiversificado: com voltagem de 1,5V, são extensivamente usadas em lanternas,rádios portáteis, gravadores, brinquedos, flashes, etc.

Ilustração 9 - A pilha comum e seuscomponentesFonte: Elaborada por Adriano Pieres.

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A pilha de Leclanché é formada por um cilindro de zinco metálico, quefunciona como terminal positivo ou anodo, separado dos demais elementosquímicos presentes na pilha por um papel poroso. O terminal negativo oucatodo é o eletrodo central. É um bastão de grafite coberto por uma camadade dióxido de manganês, carvão em pó e uma pasta úmida contendo cloretode amônio e cloreto de zinco. O cloreto de amônio dá caráter ácido à pilha deLeclanché. A expressão pilha seca é uma designação comercial que foi criada,há muitos anos, para diferenciar esse tipo de pilha (inovador na época) daspilhas até então conhecidas, que utilizavam recipientes com soluções aquosas.

Uma das características desse tipo de pilha é que ela não pode serrecarregada. Com o tempo, todo o dióxido de manganês é consumido e apilha cessa seu funcionamento.

No entanto, para a produção dos raios catódicos eram necessárias tensõesmuito mais altas que as geradas por fontes de tensão como as das pilhas deLeclanché. Essas altas tensões só puderam ser obtidas a partir da segundametade do século XIX com a compreensão do fenômeno da induçãoeletromagnética e o consequente aperfeiçoamento das bobinas de indução,antecessora dos modernos transformadores.

As Fontes de Alta Tensão

Em 1820, o físico dinamarquês Hans Cristian Oersted relacionafenômenos elétricos aos magnéticos ao observar que um condutor, por ondepassa uma corrente elétrica, altera o movimento da agulha de uma bússola.Na Inglaterra, Michel Faraday inverte a experiência de Oersted e verificaque os imãs exercem ação mecânica sobre os condutores que são percorridospor uma corrente elétrica e descobre a indução eletromagnética.

Michael Faraday (1791-1867) é um caso raro entre os grandes nomesda ciência. Nascido em Newington, Inglaterra, larga os estudos cedo, pornecessidade, e começa a trabalhar aos 14 anos como aprendiz deencadernador, a serviço do livreiro Riebau. Entre um intervalo e outro eapós o expediente, vai lendo as obras que chegam até suas mãos e transforma-se num autodidata. Com sua participação em palestras, é convidado a exercero cargo de assistente de laboratório na Royal Institution. Logo depois, torna-se assistente do químico Humphy Davy. Apesar de poucos conhecimentosteóricos, o espírito de experimentação de Faraday o leva a importantesdescobertas para a Química e a Física. Consegue liquefazer praticamente


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todos os gases conhecidos. Isola o benzeno. Elabora a teoria da eletrólise, aindução eletromagnética e esclarece a noção de energia eletrostática.

A indução eletromagnética é um fenômeno que acontece quandovariamos o campo magnético próximo a um condutor sob certas condiçõesgeométricas especiais. Essa variação do campo magnético irá gerar umacorrente no condutor . Da mesma forma, uma corrente contínua gera umcampo magnético constante ao redor do condutor. Esse princípio pode serutilizado em cata-ventos ou turbinas eólicas para conversão de energiacinética em energia elétrica.

As Bobinas de Indução

Para melhor entendermos o que acontece numa bobina de indução,devemos compreender melhor como acontece o fenômeno da indução.

O maior aperfeiçoamento das bobinas de indução foi devido ao alemãoHeinrich D. Ruhmkorff (1803-1877), pesquisador em eletricidade e mecânicaque construiu inúmeras versões aperfeiçoadas das bobinas de indução,incluindo uma versão patenteada em 1851 que lhe valeu um prêmio de 50mil francos, concedido pelo Imperador Napoleão III como a mais importantedescoberta em aplicações da eletricidade.

A bobina de indução ou bobina de Ruhmkorff é um aparelho destinadoa produzir altas tensões com uma baixa intensidade de corrente utilizando,como fonte primária de tensão, uma simples bateria de duas a quatro pilhasconectadas em série. Esse aparelho, embora construído pela primeira vezpor Ruhmkorff em 1851, antes da invenção do transformador, é umverdadeiro transformador de circuito magnético aberto.

O Funcionamento da Bobina de Rumhkorff

A bobina de indução compõe-se de um núcleo de ferro (onde estãoenrolados os fios) e das bobinas de circuito primário e secundário.

O primário é constituído de pequeno número de espirais, compostospor um fio grosso. Já o secundário é constituído de numerosos espirais deum fio bem mais fino que o do primário, podendo chegar até 200 mil espiras.O coeficiente de transformação (razão entre a tensão no secundário e noprimário) é, desta forma, muito elevado, exigindo cuidados especiais noisolamento das diversas camadas de espirais do secundário.

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Para que se produza uma diferença de potencial (ddp) nos extremosdo secundário, é necessário que a corrente no primário (alimentado comfonte alternada) seja constantemente interrompida. Só assim é possível obter-se um fluxo magnético variável no núcleo de ferro, causando o fenômenoda indução eletromagnética. A corrente contínua fornecida pela bateria passapor um interruptor mecânico, acionado pelo núcleo da própria bobina, queatrai o “martelo”, na figura.

Ilustração 10 - Circuito esquemático de uma bobina de RuhmkorffFonte: NETTO, R. F.. São Paulo, 2001.

O interruptor mecânico funciona sendo atraído pelo núcleo de ferroquando o circuito primário está fechado (os contatos de platina estãoencostados um no outro), e volta ao seu lugar de origem quando em repouso.Dessa forma, há uma vibração com uma frequência determinada pela massado martelo, pelo coeficiente elástico da lâmina de aço-mola e pela distânciaentre os contatos de platina.

Os pontos de contato do interruptor são confeccionados em metal comalto ponto de fusão (platina ou tungstênio) para não se deteriorarem pelafaísca de ruptura. A ruptura do circuito primário deve ser brusca, a fim de seobter uma grande variação de tensão no secundário. A faísca que se produz,no instante em que os pontos em contato se separam, prolonga a passagemda corrente no primário, aumentando com isso o tempo de interrupção (o


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que baixa drasticamente a tensão induzida), sendo necessário, portanto,que essa faísca seja eliminada.

O capacitor em paralelo com o interruptor tem a função de absorver aenergia de autoindução no primário, que é a causa do faiscamento,reduzindo-a ao mínimo.

Referências

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McALIISTER TECNICAL DEVICES. A short history of vacuum terminology and technology.Vacuum Technology. Disponível em: <http://www.mcallister.com/vacuum.html>. Acessoem: 02 set. 2005.

STEMPNIAK, R. A. A ciência e a tecnologia do vácuo. São Paulo: Sociedade Brasileira doVácuo, 2002. Disponível em: <www.ifi.unicamp.br/sbv/artigoRobertoStempniak.pdf>.Acesso em: 05 set. 2005.

HOYKAAS, R. A religião e o desenvolvimento da ciência moderna. Brasília: Polis, 1988.

RUSSEL, B. História do pensamento ocidental. 3. ed. Rio de Janeiro: Ediouro, 2004.

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NETTO, R. F. Feira de ciências: bobina de Ruhmkorff. São Paulo, 2001. Disponível em:<http://www.feiradeciencias.com.br/sala03/03_01.asp>. Acesso em: 09 set. 2005.

CEBRACE. História do vidro. Santa Luzia: 2000. Disponível em: <http://www.cebrace.com.br/telas/vidro/default.asp>. Acesso em: 09 set. 2005.

ESPAÇO ciência. Química: tipos de pilha. Olinda: 2005. Disponível em: <http://www.espacociencia.pe.gov.br/areas/quimica/tipos.php>. Acesso em: 09 set. 2005.

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A HISTÓRIA DOS RAIOSCATÓDICOS

O estudo das descargas elétricas através dos gases rarefeitos, isto é, abaixas pressões, apaixonou os cientistas do século XIX. Não obstante, apenasno fim do século realizaram-se as experiências que revolucionaram a históriada Física e que conduziram a uma explicação verdadeira dos processosgerados por esses fenômenos.

Em 1838, Michael Faraday já utilizava descargas elétricas em gasessubmetidos a baixas pressões. Vinte anos depois, Heinrich Geisslerdesenvolveu um tubo de vidro fechado contendo vácuo no seu interior edois eletrodos nas extremidades desse tubo, que ficou conhecido como tubode Geissler, em homenagem ao seu inventor.

Ilustração 12 - Esquema dos tubos feitos por Geissler.Fonte: Elaborada por Adriano Pieres.

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O tubo tinha uma saída que podia ser acoplada a uma bomba de vácuo,de forma a se poder diminuir a pressão do gás no tubo. Com a montagemreferida, podemos estudar a passagem da corrente elétrica através de umvácuo adequado, aplicando-se alta tensão aos eletrodos.

Em 1858, Julius Plücker passou a realizar experiências sobre descargaselétricas em gases rarefeitos, com o uso do tubo de Geissler. Logo observouque os raios originários do catodo podiam ser desviados quando em presençade um campo magnético. Eugen Goldstein, em 1876, introduziu o nome“raios catódicos” à luminescência observada anteriormente por Plücker.Observou também a existência de estranha radiação denominada raios canais,que seguia caminho contrário ao percorrido pelos raios catódicos.

Apesar do empenho de muitos cientistas da época em relação aos raioscatódicos, existia ainda a dúvida cruel sobre a natureza desses raios, poisnão sabiam se eram ondas ou partículas, nem mesmo suas propriedades. Ofísico inglês William Crookes, em 1879, aperfeiçoou o tubo de Geissler,produzindo, por intermédio de uma bomba de vácuo, pressões muitomenores do que aquelas obtidas no interior do tubo de Geissler, e ficaramconhecidas como “ampolas de Crookes”. Suas experiências o levaram aacreditar que esses raios eram partículas, os quais, inclusive, chamou dematéria radiante.

Em 1892, o físico alemão Heinrich Hertz afirmou ter a provaexperimental de que tais raios não eram partículas e sim ondas. Essa polêmicacomeçou a pender fortemente para o lado corpuscular quando, em 1895,Perrin confirmou que os raios catódicos eram partículas carregadasnegativamente e demonstrou que os raios canais (observados por Goldsteine opostos aos raios catódicos) eram partículas carregadas positivamente. Porfim, essa polêmica encerrou-se em 1897, com a célebre experiência de J.J.Thomson, a qual demonstrou que os raios catódicos eram elétrons.

Podemos entender melhor o que acontece num Tubo de RaiosCatódicos (Cathode Ray Tube, ou CRT em inglês) se supusermos a existênciade uma partícula muito pequena que carrega uma carga negativa (visto queemergem do polo negativo), que está presente em todos os metais. Nos metaisessa partícula está pouco ligada ou quase livre e nos materiais isolantes estáfortemente presa aos núcleos atômicos. Ao aplicarmos uma tensão entre ocatodo e o anodo, essas partículas são atraídas para o anodo, saindo do catodo(esse é o motivo pelo qual foram denominados de raios catódicos).

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Referências

SANTOS, C. A. et al. Da revolução científíca à revolução tecnológica. Porto Alegre: Institutode Física – UFRGS, 1998.

NETTO, R. F. Feira de ciências: bobina de Ruhmkorff. São Paulo, 2001. Disponível em:<http://www.feiradeciencias.com.br/sala23/23_MA01.asp>. Acesso em: 09 set. 2005.

Seara da ciência. Os raios X: a ampola de Crookes e os misteriosos raios catódicos. Fortaleza,2005. Disponível em: <http://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/raiosx/raiosx-1.htm>.Acesso em: 09 set. 2005.

WIKIPÉDIA. Raio catódico. 2001. Disponível em: <pt.wikipedia.org/wiki/Raio_catódico>.Acesso em: 09 set. 2005.

A História dos Raios Catódicos

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O EFEITO FOTOELÉTRICOUma das experiências que começou a solapar os alicerces até então

inabaláveis da Física Clássica foi o efeito fotoelétrico. Hoje, comumentefalamos em células fotoelétricas para ligar e desligar a luz de postes e outrosdispositivos. Não sabemos, no entanto, que esse fenômeno, hoje corriqueiro,surpreendeu os físicos da época e demorou décadas até ser explicado,empregando um bom número de cérebros para sua solução.

Ilustração 13 - O efeito fotoelétrico ocorre quando um metal eletrizado éatingido por luz ultravioleta

Fonte: Elaborada por Adriano Pieres.

O efeito fotoelétrico é um fenômeno que pode ser facilmente visualizadocom o seguinte experimento: em primeiro lugar, eletrizamos uma placametálica isolada do solo. Em seguida, aplicamos um feixe de raios ultravioletas(pode ser conseguido com algumas lâmpadas especiais). Notamos que aexposição aos raios ultravioletas fez com que o material, inicialmenteeletrizado, deixasse de sê-lo após a exposição. Analisando o fato, concluímosque os raios ultravioletas conferem energia suficiente para os elétronsdeixarem o material.

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O primeiro físico a observar esse fenômeno foi Hertz. Ele observou, em1887, que uma faísca é produzida entre dois eletrodos de metal com baixavoltagem quando os eletrodos são irradiados com luz ultravioleta. No anoseguinte, Wilhem Hallwachs mostrou que corpos metálicos irradiados comluz ultravioleta adquiriam carga elétrica positiva, ou seja, perdiam cargasnegativas. Isso mais de uma década antes da descoberta do elétron, queocorreu em 1897. Lenard, em 1903, investigou experimentalmente o efeitofotoelétrico, utilizando como fonte luminosa um arco voltaico. Foiprecisamente esse experimento que abalou os pilares da Física Clássica.Variando a intensidade da luz, Lenard provou que a energia dos elétronsemitidos não apresentava dependência com a intensidade da luz. Parecelógico supor que quanto maior a intensidade da luz que incide sobre a placa,maior será a quantidade de carga perdida pelo metal. No entanto, isso nãoocorre, contrariando não só o senso comum, mas também o que prega aFísica de então.

Então, em 1905, Albert Einstein propôs uma explicação satisfatória, ade que cada elétron do metal recebe uma energia proporcional à frequênciada luz incidente. O elétron utiliza uma parte dessa energia para romper asligações com o metal, e o resto transforma-se em energia de movimento(cinética). Cada elétron absorve uma certa quantidade de energia; se qui-sermos que o elétron absorva mais ou menos energia, temos que aumentar

ou diminuir, respectivamente, afrequência da luz incidente. Se a luz nãofornecer energia suficiente para arran-car o elétron do metal, não adianta au-mentar a intensidade da luz: se afrequência é do azul, por exemplo, denada adiantará incidir no metal luz ver-melha (de frequência mais baixa), quenão ocorrerá o efeito fotoelétrico.

Ilustração 14 - Einstein em data próximaà de 1905Fonte: Site Nobel Prize

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De acordo com Einstein, as leis do efeito fotoelétrico ficaram expressasassim:

• A velocidade de um fotoelétron (elétron emitido por efeito

fotoelétrico) é diretamente proporcional à frequência do fóton que

o arranca;

• O número de fotoelétrons arrancados em cada unidade de tempo,

ou seja, a intensidade da corrente elétrica, é diretamente

proporcional ao número de fótons (intensidade da iluminação) para

as frequências maiores que uma frequência mínima, necessária para

que esses elétrons sejam arrancados. Essa frequência mínima é

chamada de corte.

Ilustração 15 - A nova Física, que mais tarde seria batizada de quântica, prega que a luz écomposta de inúmeros pontos de luz, ao contrário da Física Clássica, que a trata como

contínua. Esse fato explica mais facilmente o efeito fotoelétrico.Fonte: Elaborada por Adriano Pieres.

Pela descoberta das leis que regem o efeito fotoelétrico, Albert Einsteinganhou o prêmio Nobel, mas isso ocorreu apenas em 1921.

Referências

SANTOS, C. A. dos. O genial cientista Albert Einstein. Porto Alegre, 2000. Disponível em:<http://www.if.ufrgs.br/einstein/genio.html>. Acesso em: 13 out. 2005.

SANTOS, C. A. dos. A descoberta do efeito fotoelétrico. Porto Alegre: 2000. Disponível em:<http://www.if.ufrgs.br/einstein/efeitofotoeletricodescoberta.html>. Acesso em: 13 out. 2005.

O Efeito Fotoelétrico

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A DESCOBERTA DO ELÉTRONDemócrito e Epicuro, filósofos gregos pré-socráticos, foram os

precursores da ideia de que toda a matéria é formada por componentesfundamentais e indissolúveis. Embora amparados apenas por uma ideia, suasconcepções duraram até bem pouco tempo atrás, quando o Homemfinalmente teve provas de que os componentes desses átomos podiam sedissociar.

Ilustração 16 – J. J. Thomson em seu laboratórioFonte: J. J. Thomson. Berlim, 2004.

No entanto, provar que os átomos podiam ser divididos em partículasmenores não foi tarefa fácil. Até meados do século XVIII, todos os fenômenosnaturais elétricos observados eram explicados sem a ideia de que o componenteda carga elétrica era também um componente do próprio átomo. Com o avançodo interesse de muitos cientistas pela busca de respostas e a criação deinstrumentos e aparelhos capazes de auxiliar os cientistas a explicar taisfenômenos, aos poucos, por décadas seguidas, estabeleceram-se explicações paraos fenômenos que hoje compõem a física atômica.

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Uma das primeiras provas aconteceu por volta de 1895, quando JosephJohn Thomson estudava, há alguns anos, a passagem de eletricidade atravésde tubos de gás (embora a existência dos raios catódicos já houvesse sidocomprovada, sua natureza ainda não estava claramente estabelecida).Intrigado, J. J. Thomson idealizou um experimento no intuito de esclarecera natureza dos raios catódicos e, nessa tentativa, o elétron foi descoberto.

Ilustração 17 - No experimento de J. J. Thomson, os elétrons provenientes do catodoC vão em direção ao anodo A e são colimados por B. Ao passarem pelas placascarregadas eletricamente (D e E) sofrem um desvio (pois são cargas elétricas)

e atingem a tela à direita.Fonte: http://www.home.att.net/~lfretzin/Image18.gif.

O experimento de Thomson consistiu basicamente no seguinte: emum tubo de raios catódicos, o gás à baixa pressão foi submetido a uma tensãoelétrica muito elevada. Os elétrons que saíam do catodo C em direção aoanodo A (na figura) formavam um feixe que era estreitado pelo colimadorB. Aplicando-se um campo elétrico nas placas D e E, o feixe desviará, podendoser medida a sua deflexão através do desvio em relação ao centro na tela,onde o elétron finalmente colide. Medindo a diferença de tensão entre asplacas D e E, o potencial acelerador entre o catodo C e o anodo A e maisalgumas medidas geométricas, pode-se advir da razão entre a carga e a massadessas pequenas partículas batizadas de elétrons, a conhecida razão e/m(leia-se e sobre m). Thomson fez essas medidas e apresentou seus resultadosnum artigo científico publicado em 1897.

Na mesma época, H. Lorentz e P. Zeemann obtêm os mesmos resultadosque J. J. Thomson para a carga específica, utilizando um processo que levaem conta a influência de um campo magnético sobre a emissão espectral deátomos, fenômeno que ficou conhecido como efeito Zeeman. Zeeman eLorentz receberam, por essa descoberta, o Prêmio Nobel de Física, em 1902.Para surpresa desses pesquisadores, o resultado medido por Zeeman para a

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maioria das emissões atômicas analisadas experimentalmente não estava deacordo com a previsão feita por Lorentz, baseada na Teoria EletromagnéticaClássica. Essa contradição apontava para alguma informação adicional queainda estava por ser descoberta. A solução desse enigma só ocorreu em 1925quando G. E. Uhlenbeck e S. Goudsmit propuseram a existência de umanova propriedade para o elétron: o spin eletrônico. A existência do spin foicomprovada por um experimento que havia sido realizado em 1922, por O.Stern e W. Gerlach.

Os resultados desses cientistas comprovaram que o elétron pode serentendido como uma partícula com carga elétrica negativa e que está presenteem todos os átomos de todas as substâncias. A determinação da carga doelétron só foi conseguida por Robert Millikam, em 1913, após um trabalhometiculoso de cinco anos. Esse trabalho lhe rendeu, juntamente com adeterminação da constante de Planck em medidas de efeito fotoelétrico, oPrêmio Nobel de Física em 1923.

A dualidade onda-partícula teve seus primórdios na teoria de Louis deBroglie, um físico francês que definira propriedades ondulatórias da matéria.A comprovação do caráter ondulatório dos elétrons foi obtida por G. P.Thomson através do estudo do espalhamento de elétrons por cristais. Essetrabalho deu a ele o Prêmio Nobel de Física em 1937, juntamente com C. J.Davisson, que obteve os mesmos resultados utilizando uma técnica diferente,através do espalhamento de elétrons por cristais.

Frutos dessas descobertas são os avanços tecnológicos com que nosdeparamos no cotidiano, a evolução da eletrônica e da microeletrônica. Acada dia nos surpreendemos com aparelhos modernos, cada vez maiscompactos e com características superiores a seus antecessores. A questão dacomunicação de um ponto a outro do globo de forma instantânea e os avançosna medicina permitem ao homem de hoje em dia conhecer cada vez mais emelhor seu próprio corpo e a natureza do Universo.

J. J. Thomson mostrou que essas partículas estão presentes em todas assubstâncias, sendo uma das partículas fundamentais constituintes do átomo.Thomson propôs no seu artigo de 1897 o primeiro modelo atômico, conhecidocomo o modelo do pudim de passas, onde o átomo era de constituição análogaà de um pudim de passas, onde as passas eram os elétrons, que eramcircundados por uma matéria de carga positiva (a massa do pudim).

Hoje encontramos os tubos de raios catódicos em várias aplicações: ostubos de televisão, monitores de computador, radar, ecografia, lâmpadas

A Descoberta do Elétron

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Raios Catódicos

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fluorescentes, válvulas em amplificadores valvulados, aparelhos de raios X.Vale lembrar que os atuais aceleradores de partículas e microscópioseletrônicos também são um aperfeiçoamento tecnológico dos TRCs.

Referências

GRUPO DE APOIO AO ENSINO DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA. A Partícula que mudoua história do átomo. São Paulo, 1997. Disponível em: <http://www.dfi.ccet.ufms.br/gaecim/encarte.htm>. Acesso em: 19 jan. 2006.

CENTRO BRASILEIRO DE PESQUISAS FÍSICAS. Novas idéias sobre o átomo: as partículassubatômicas. Disponível em: <http://mesonpi.cat.cbpf.br/verao98/marisa/novas.html>.Acesso em: 19 jan. 2006.

INSTITUTO DE FÍSICA - UFRGS. O campo magnético. Porto Alegre, 2004. Disponívelem: <http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/mod08/ms02.html>. Acesso em: 19 jan. 2006.

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AS VÁLVULAS ELETRÔNICASA invenção da válvula termiônica ou válvula a vácuo remonta a invenção

das lâmpadas incandescentes por Thomas Alva Edison. Em 1880, ele construiua primeira lâmpada incandescente utilizando uma haste de carvão muitofina que, aquecida até próximo ao ponto de fusão, passa a emitir luz. A maiordificuldade encontrada por Edison, para fazer lâmpadas desse tipo, eraencontrar um material apropriado para o filamento, que não derretesse ouqueimasse quando aquecido (atualmente, os filamentos geralmente são feitosde tungstênio, metal que só derrete quando submetido a temperaturas acimade 3.000oC). A haste de carvão era inserida numa ampola de vidro ondehavia sido formado alto vácuo. Com o passar do tempo Thomas Edisoncomeçou a utilizar ligas metálicas, pois a durabilidade do carvão não passavade apenas algumas horas de uso.

Em continuação às suas pesquisas com as lâmpadas de filamento, Edsondescobriu, em 1883, que podia detectar uma pequena corrente elétrica flu-indo, através do vácuo, do filamento quente parauma placa condutora, também no interior dobulbo. Ele observou que a corrente fluía apenasquando a placa estava com uma tensão positivarelativa ao filamento. Thomas Edison havia des-coberto o que na época foi chamado de EfeitoEdson e mais tarde ficou conhecido como efeitoTermiônico. Na verdade, ele havia inventado aprimeira válvula eletrônica, ou diodo a vácuo, semhaver se dado conta do significado dessa desco-berta.

Ilustração 18 - A primeira lâmpadaconfeccionada por Edison, ainda

com filamento de carvãoFonte: IEEE VIRTUAL MUSEUM.

New York, 2003.

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O efeito termiônico consiste no fato de que, quando um metal éaquecido a ponto de tornar-se incandescente, os seus elétrons de condução,responsáveis pela condutividade elétrica e térmica, tornam-se quase livressobre a superfície do condutor. Normalmente, para iniciar uma descargaelétrica entre dois condutores, mesmo no vácuo, é necessário aplicar entreeles tensões muito altas, da ordem de vários milhares de volts. Isso se deve àchamada função trabalho do condutor, isto é, à energia mínima necessáriapara arrancar um elétron da superfície deste condutor. Quando o condutoré aquecido, a sua função trabalho decresce até ficar com valor próximo dezero, tornando-se então incandescente. Neste caso, a aplicação de umapequena diferença de potencial, positiva em relação ao filamento quente,atrairá esses elétrons para uma placa condutora próxima. O filamento quentefunciona como catodo, que libera elétrons, enquanto a placa será o anodoque coleta os elétrons, estabelecendo entre esses dois elementos uma correnteelétrica.

Ilustração 19 - Uma das primeiras válvulas construídas pelo Homem.Fonte: http://www.piano.dsi.uminho.pt.

No entanto, se invertermos a polaridade da tensão aplicada, tornandoa placa negativa em relação ao filamento, não haverá corrente elétrica, poispara arrancar elétrons da placa fria em direção ao filamento será necessáriauma tensão muito maior. Esse é o princípio do funcionamento da válvulaeletrônica ou diodo a vácuo.

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Ilustração 20 - A válvula diodo e seus elementosFonte:Elaborado pelos autores.

Se colocarmos o diodo a vácuo em um circuito elétrico, ele deixarápassar corrente elétrica em um sentido, mas não no outro, sendo por issochamada de válvula. Essa válvula é chamada diodo, por possuir apenas doiselementos. Ela foi aperfeiçoada pelo engenheiro inglês J. A. Fleming que,em 1904, a patenteou, mostrando como poderia ser utilizada para retificaruma corrente oscilatória e para montar um detector de ondas de rádio.

Ilustração 21 - A válvula de três elementosFonte: Elaborado pelos autores.

Válvulas Eletrônicas

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Um dispositivo um pouco mais complexo foi desenvolvido, em 1906,pelo engenheiro americano Lee Forest. É a chamada válvula de trêselementos (tríodo), que veio a ser substituída mais tarde pelo transistor, nosaparelhos modernos. Repare na figura anterior. Ela representa dois cilindrosconcêntricos e um fio finíssimo no seu eixo comum. O cilindro exterior,chamado placa, é feito de uma sólida lâmina de metal, enquanto o outro,chamado grade, é feito de uma tela de metal fina, ou uma bobina helicoidalbem fechada (um tipo de mola). O fio central (filamento) é aquecido poruma corrente elétrica até ficar incandescente e, por efeito termiônico, liberaelétrons. Se aplicarmos uma tensão positiva ao cilindro exterior (a placa)relativa ao filamento aquecido, os elétrons fluirão do filamento para a placa,tal como numa válvula de dois elementos. Suponhamos que agora carregamosa grade com um potencial negativo, em relação ao filamento. Desta forma,os elétrons que vierem do filamento serão repelidos pela grade e não atingirãoa placa. Assim, a grade funciona como uma “torneira” reguladora, permitindocontrolar a corrente entre o filamento e a placa.

O físico suíço-alemão Walter Schottky, em 1919, inventa o tetrodo aoinserir uma nova grade – a grade de blindagem – entre a grade e o anodo notriodo de De Forest. Esse novo elemento tinha a finalidade de diminuir oruído, e assim poderia amplificar sinais de alta frequência. Em 1926, G. Jobste B. Tellegen inventaram o pentodo ao inserirem uma nova grade – a gradesuspensora – entre a grade de blindagem e o anodo. Essa grade geralmente éligada internamente no catodo ou externamente ao fio terra e tem a funçãode mandar de volta para a placa alguns elétrons que escapam devido àaceleração imposta pela grade de blindagem. Esse efeito é chamado de emissãosecundária e limitava o uso dos tetrodos como amplificadores de sinais.

O surgimento das válvulas eletrônicas proporcionou para a eletrônicao aperfeiçoamento de equipamentos eletrônicos, tais como o rádio e atelevisão, e deu origem à primeira era de computadores. Mas acomercialização dos tubos eletrônicos demorou a acontecer. Durante aPrimeira Guerra Mundial, a descoberta teve sua participação naradiocomunicação, porém a indústria eletrônica somente se estabeleceu,em 1922, com as aplicações radiofônicas.

As válvulas eletrônicas do primeiro diodo feito por Fleming, que o utilizoupara construir um detector de ondas de rádio, a invenção do triodo por Leede Forest e os sucessivos aperfeiçoamentos que se seguiram nos anos seguintes,levaram ao surgimento de toda a eletrônica que conhecemos hoje. O impacto

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dessas tecnologias passa pela era do rádio, da televisão, pelos amplificadoresde som; por equipamentos eletrônicos de uso doméstico, na medicina, naindústria, na tecnologia aeroespacial, etc. O primeiro computador, o ENIACI, foi construído em 1946 com 17.468 válvulas eletrônicas. A história datecnologia moderna se cruza de algum modo com a história dos tubos de raioscatódicos e, em especial, com a das válvulas eletrônicas.

Essas válvulas multieletródicas, contudo, foram gradativamentesubstituídas pelos dispositivos semicondutores, mas esse assunto seráabordado no capítulo Microeletrônica. A partir da década de 50, as válvulasforam rapidamente substituídas pelos transistores e mais tarde pelos circuitosintegrados e microchips, embora alguns aparelhos ainda utilizem válvulasque se encontram à venda no mercado, principalmente quando está envolvidauma corrente elétrica muito grande (válvulas de alta potência).

Referências

BALLIS, M. Vacuum tubes. New York, 2006. Disponível em: <http://inventors.about.com/library/inventors/blvacuumtubes.html>. Acesso em: 20 jan. 2006.

BURGOS, L. C. Válvulas pentodo. São Paulo, 2004. Disponível em: <http://paginas.terra.com.br/informatica/burgoseletronica/valvulapentodo.htm>. Acesso em: 22 jan. 2006.

BURGOS, L. C. Válvulas termiônicas I: alguns fundamentos. São Paulo, 2004. Disponívelem: <http://myspace.eng.br/eletrn/vterm/vterm01.asp>. Acesso em: 22 jan. 2006.

CALVERT, J. B. Vacuum tubes. University of Denver. Colorado, 2001. Disponível em: <http://www.du.edu/~etuttle/electron/elect27.htm#Theory>. Acesso em: 20 jan. 2006.

GAMOW, G. Átomo e natureza. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 1964.

LÂMPADA INCANDESCENTE Disponível em: <http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica7/funciona/lampada.htm>. Acesso em: 20 jan. 2006.

MORIMOTO, C. E. Válvula. São Paulo, 1999. Disponível em: <http:/www.guiadohardware.net/termos/valvula>. Acesso em: 20 jan. 2006.

WIKIPÉDIA. Vacuum tube. 2001. Disponível em: < http://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_tube>. Acesso em: 19 jan. 2006.

SANTOS, C. A. et al. Da revolução científíca à revolução tecnológica. Porto Alegre: Institutode Física –UFRGS, 1998.

WIKIPÉDIA. Vacuum tube. 2001. Disponível em: <pt.wikipedia.org/wiki/Lâmpada_incandescente>. Acesso em: 19 jan. 2006.

WIKIPÉDIA. Vacuum tube. 2001. Disponível em: < es.wikipedia.org/wiki/Válvula_termoiónica>. Acesso em: 19 jan. 2006.

Válvulas Eletrônicas

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Preto

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OS TUBOS FOSFORESCENTESOs tubos que formam imagens surgiram primeiramente quando J. J.

Thomson, em suas experiências que levaram à descoberta do elétron, revestiuo local de incidência dos raios catódicos com uma fina camada de sulfeto dezinco, material que emite luz na incidência de elétrons, de modo a visualizarmelhor o ponto de impacto dos elétrons. O instrumento que foi revestidocom a camada de sulfeto de zinco foi o antecessor dos tubos de TV.

Ilustração 22 - Um tubo de TV em perspectiva em corte e as bobinas que guiam o feixe deelétrons (também ilustrado).


No mesmo ano, Karl Ferdinand Braun, na Alemanha, desenvolveu umtubo de raios catódicos muito semelhante ao modelo desenvolvido porThomson, mas o utilizou para representar na tela fosforescente a amplitudede um sinal elétrico, através da deflexão do feixe de raios catódicos. Braunhavia inventado, em 1897, o primeiro osciloscópio baseado em raios catódicos.Ferdinand Braun recebeu em 1909, juntamente com Guglielmo Marconi, o

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prêmio Nobel em Física, pelos estudos sobre oscilações elétricas e telegrafiasem fio.

Ilustração 23 - Um tubo de TV isolado de seus componentesFonte: Elaborado pelos autores.

No esquema acima, vemos o mesmo tubo, onde aparece um emissor oucanhão de elétrons. Ao passar próximo às bobinas (os fios ao lado do tubo)que recebem uma corrente elétrica, o feixe sofre uma deflexão, devido aocampo magnético gerado pelas bobinas. No mesmo tubo, podemos ver comoas bobinas que estão com seus eixos na vertical e na horizontal podem movero feixe para a esquerda ou direita e para cima ou para baixo, respectivamente,devido à interação entre o campo magnético e as cargas elétricas.

Num tubo de televisão atual, através de variações muito rápidas nascorrentes elétricas que passam pelas bobinas que guiam o feixe de elétronse por variação na intensidade deste feixe, se faz uma varredura em todo otubo, através de linhas e colunas. Primeiramente, a varredura começa nalinha superior, da esquerda para a direita, da mesma forma que lemos umtexto. Depois da primeira linha o feixe volta para a esquerda, no começo dasegunda linha. Varre a segunda linha e vai assim, sucessivamente, até a últimalinha, quando então volta para a primeira linha. Haverá variação naintensidade do feixe, conforme a intensidade desejada para o sinal.

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Ilustração 24 - O processo da TV coloridaFonte: Physics 2000. Boulder, 2000.

É desta forma que as imagens em um tubo de TV se formam: um únicofeixe de intensidade variável, emitido pelo canhão de elétrons (que nadamais é do que um tubo de raios catódicos), varre a tela. Essa tela é revestidapor um material que apresenta luminescência quando atingido pelo feixe.

Ilustração 25 - O sistema de cores RGB (Red - vermelho, Green - verde, Blue - azul) ou sistemaaditivo é a base para formação das cores na TV colorida. Na figura, a ampliação de um dos

vários quadrados das TVs coloridas.Fonte: Elaborado pelos autores.

Num tubo de TV colorida, existem três feixes de elétrons que atingemmilhares de pequenos pontos. Cada feixe (de intensidade variável) atingepontos que possuem luminescências diferentes: uns são vermelhos, outrosverdes e outros, ainda, azuis (repare no desenho acima). A cor resultanteserá o produto da intensidade do feixe pela respectiva cor. Duas ou trêsdessas cores se fundem até chegar ao olho, formando qualquer cor visível.

Tubos Fosforescentes

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Aproximando-se de um tubo de TV, pode-se verificar os pixéis das coresvermelho, verde e azul. Ao se afastar, nota-se como as cores fundem-se emnossa visão, proporcionando uma nova cor a partir de uma combinação deintensidade das três principais. Este fenômeno é a base da formação deimagens coloridas na TV.

Embora tenhamos atualmente as TVs de Plasma e os LCDs (abreviaturade Liquid Crystal Display - Visor de Cristal Líquido), os televisores e monitoresdo tipo CRT (Cathode Ray Tube) ainda são os de maior número, devido àtecnologia e ao baixo custo.

Uma das maiores inovações na transmissão e recepção do sinal detelevisão é a Tv de Alta Definição ou HDTV (High Definition Television).Além de possuir som estéreo (em comparação com o som de apenas umcanal da TV atual), a varredura do feixe de elétrons se dá em mais linhasque as atuais 525, podendo chegar a mais de 1000 nos modelos de ponta.Além disso, o formato da tela é diferente, assemelhando-se ao formatoadotado pelo cinema.

Essa inovação fará com que a atual televisão entre num novo formato,com muito mais qualidade em áudio e vídeo.

Referências

BALLIS, M. Vacuum tubes. New York, 2006. Disponível em: <http://inventors.about.com/library/inventors/blcathoderaytube.htm>. Acesso em: 20 jan. 2006.

BALLIS, M. Vacuum tubes. New York, 2006. Disponível em: <http://inventors.about.com/library/inventors/blvacuumtubes.htm>. Acesso em: 20 jan. 2006.

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HOW TELEVISION WORKS. Disponível em: <http://electronics.howstuffworks.com/tv.htm>. Acesso em: 25 jan. 2006.

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OS RAIOS XOs raios X possuem a mesma natureza que a luz visível: são radiações

eletromagnéticas que possuem apenas outra frequência, com maior energia.

Ilustração 26 - O mapa do espectro eletromagnéticoFonte: Elaborada por Adriano Pieres.

Raios X podem ser produzidos quando elétrons são acelerados emdireção a um alvo metálico. O choque do feixe de elétrons (que são aceleradosdevido a uma diferença de potencial acima de 30 mil Volts,) com o anodo(alvo) produz dois tipos de raios X. Um deles constitui um espectro contínuo,que resulta da desaceleração do elétron durante a penetração no anodo. Ooutro tipo são os raios X característicos do material do anodo e resultam dodeslocamento dos elétrons que ocupam as órbitas desse material. Assim, cadaespectro de raios X é a superposição de um espectro contínuo e de umasérie de linhas espectrais características do material do anodo.

Como toda energia eletromagnética de natureza ondulatória, os raiosX sofrem interferência, polarização, refração, difração, reflexão, entre outrosefeitos. Embora de comprimento de onda muito menor e, portanto, commais energia, sua natureza eletromagnética é idêntica à da luz.

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Raios Catódicos

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Ilustração 27 - Esquema para a produção de raios X. Ao colidir com o anodo, os elétronsemitem fótons com alta energia: os raios X.


Nos primeiros aparelhos de radiografia, a dose de raios X era muitomaior do que a utilizada atualmente. Desta forma, fazer uma radiografia há,digamos, cinquenta anos atrás, expunha o corpo do paciente a uma dose deradiação muito maior do que numa máquina de raios X moderna. Assim,graças ao avanço tecnológico desses aparelhos e ao aumento da sensibilidadedos filmes utilizados, hoje podemos fazer uma quantidade muito maior dessesexames sem que haja um prejuízo sensível para o paciente.

Ilustração 28 - A radiografia da mão de uma pessoa que sofreu acidente com arma de fogo. Asbolinhas pretas são fragmentos de chumbo do projétil.

Fonte: W. C. Röntgen. Lennep, 2000.

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Num aparelho de raios X, apenas elétrons são acelerados devido a umalto potencial. Não é necessário possuir um material radioativo, emboramateriais radioativos também emitam essa radiação, além de outras.

No entanto, os raios X fazem parte das radiações ionizantes: são capazesde arrancar elétrons dos materiais em que incidem, como vimos acima. Essaionização pode fazer com que átomos de moléculas que compõem o DNAde um ser vivo se modifiquem, mudando suas ligações e gerando um novocódigo genético. Nisso reside a sua periculosidade.

Uma das marcas na descoberta dos raios X foi a rapidez na aplicação.Descobertos em novembro de 1895, no dia 20 de janeiro do ano seguinte jáeram utilizados para diagnosticar uma fratura no braço de uma senhora.Isso aconteceu graças à grande quantidade de laboratórios que possuíamtubos de raios catódicos espalhados no mundo.

Ilustração 29 - Através da varredura de várias seções de um órgão como o cérebro humano,podemos formar uma imagem tridimensional do órgão assistido, pela tomografia

computadorizada.Fonte: UNIVERSITY OF IOWA. Iowa, 2005.

Embora tenham aparecido várias outras técnicas de análise em medicina(como a ultrassonografia), a dos raios X continua sendo empregada em largaescala, seguida de aperfeiçoamentos. Um desses aperfeiçoamentos é aressonância nuclear magnética e a tomografia computadorizada.

Através de várias imagens bidimensionais formadas por varredura e como auxílio da informática, a tomografia computadorizada permite que seobtenha uma imagem tridimensional do órgão analisado, revelando-se umadas mais completas análises disponíveis hoje em dia.

OS Raios X

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Referências

DEUTSCHEN RÖNTGEN-MUSEUM. W. C. Röntgen. Lennep, 2000. Disponível em: <http://www.roentgen-museum.de/>. Acesso em: 20 nov. 2005.

NOBEL FOUNDATION. The Nobel prize. Oslo, 2006. Disponível em: <http://www.nobelprize.org>. Acesso em: 12 nov. 2005.

PENNSYLVANIA UNIVERSITY. A century of radiology. Philadelphia, 1993. Disponível em:<http://www.xray.hmc.psu.edu/rci/centennial.html>. Acesso em: 10 nov. 2005.

PV SCIENTIFIC INSTRUMENTS. About Crookes and Geissler vacuum discharge tubes.Disponível em: <http://www.arcsandsparks.com/aboutvacuumtubes.html>. Acesso em: 20nov. 2005.

SANTOS, C. A. et al. Da revolução científica à revolução tecnológica. Porto Alegre: IF-UFRGS, 1998.

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A ERA DO RÁDIOUma das maiores inovações no campo das comunicações à distância no

século XX foi o rádio.Para os adolescentes de hoje em dia pode parecer algo supérfluo, visto

que podemos receber informações de outras pessoas de várias outras formas.No entanto, apenas algumas décadas atrás (antes da década de 70), o rádioera a única fonte de informação para mais de 70% da população mundial.

Ilustração 30 - Padre Landell de Moura, cientista gaúcho inovador no campo da transmissãoda voz humana em ondas de rádio.

Fonte: WIKIPÉDIA. Raio catódico. 2001.

Nas décadas de 1890 e 1900, a transmissão e a recepção de ondas derádio foram feitas em inúmeros experimentos nos quatro cantos do mundo,inclusive aqui no Rio Grande do Sul pelo padre Landell de Moura, emborapouco conhecidos e divulgados.

Nas décadas seguintes, o rádio passou por inúmeras modificaçõestecnológicas que lhe possibilitaram, mais tarde, ser produzido em série e, decerta forma, portátil. As válvulas tiveram importante papel na disseminaçãodesses aparelhos.

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Ilustração 31 - Rádio do ano de 1931.Fonte: Elaborado pelos autores.

A Era de Ouro do Rádio começou mundialmente em 1930. Odesenvolvimento tecnológico de transmissão e recepção radiofônicacoincidiu com a ideia de publicidade comercial, que incrementou asprogramações e a profissionalização do meio. Os grandes líderes da épocapassaram a utilizar espaços nas programações das rádios locais para exporsuas ideias. Na Alemanha, o setor foi estatizado em 1933, e não se podeimaginar a figura de Hitler sem o seu hipnótico vociferar diante dosmicrofones. Stálin e Roosevelt também usaram o rádio com enorme talentopara animar seus povos. Getúlio Vargas não apenas sabia falar com apopulação, mas tratou de instrumentalizar o novo meio dentro de seusobjetivos políticos.

Em 1938, surgiria o mais famoso serviço radiofônico do planeta, a BBC(British Broadcasting Corporation), cujo papel na II Guerra Mundial foiinigualável. No Brasil, as primeiras emissoras preocuparam-se em ampliar oalcance e melhorar a qualidade de som e, em seguida, cativar o público. Osprogramas de variedades obtiveram repercussão imediata e neles a músicapopular ocupava papel predominante (pouquíssimas famílias possuíamgramofones ou as “modernas” vitrolas). As emissoras de maior audiência(Record, Tupi, Mayrink Veiga, Nacional) começaram a contratar, comexclusividade, orquestras e cantores. À caça de artistas, surgiram programasde calouros cujo prêmio principal era a assinatura de um bom contrato.

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Nomes inesquecíveis da cultura popular já tinham aparecido nos anos30: compositores como Lamartine Babo, Ari Barroso; cantores como OrlandoSilva, Chico Alves, Silvio Caldas, Araci de Almeida, Dalva de Oliveira e outros.

Nas décadas seguintes aconteceria um “boom” de audiência: com odesenvolvimento tecnológico, as emissoras podiam ser ouvidas de mais longee os aparelhos de recepção ficaram bem mais acessíveis. As emissorascomeçaram então a contratar e diversificar sua programação: telenovelas,programas musicais, anúncios comerciais, noticiários, etc. Mundialmente,as notícias importantes eram ouvidas num silêncio quase total, principalmentenas salas das residências.

As décadas posteriores foram marcadas pelo avanço tecnológico naconstrução do rádio: o advento do transistor (por John Bardeen, WalterBrattain e William Shockley, Nobel em 1956) levou a uma miniaturizaçãodos aparelhos de rádio, bem como uma diminuição no consumo destes,fazendo com que pudessem funcionar com apenas algumas pilhas pequenas;os microprocessadores na década de 70 e a tecnologia digital da década de80 contribuíram também para qualidade do sinal de rádio que nos chegahoje.

A Era do Rádio

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A ERA DA TV

Cronologia

Uma pequena cronologia dos inventos relativos à televisão:1884 - P. Nipkow envia imagens sobre fios utilizando uma tecnologia de discometálicos girantes, chamada de “telescópio elétrico”, com 18 linhas deresolução;1894 - K. F. Braun inventa o osciloscópio de raios catódicos, um TRC comuma tela fluorescente;1900 - C. Perskyi utiliza, pela primeira vez, a palavra “televisão” durante oPrimeiro Congresso Internacional de Eletricidade;1906 - L. de Forest inventa o “Audion”, a primeira válvula a vácuo adequadapara o uso na amplificação de sinais elétricos. Nascia a “Eletrônica”;1907 - A. A. Campbel-Swinton, na Inglaterra e B. Rosing, na Rússia,demonstram simultaneamente e de forma independente a primeira televisãoeletrônica baseada em tubos de raios catódicos;1920 - A RCA começa a comercializar válvulas eletrônicas;1923 - V. K. Zworykin patenteia o iconoscópio, uma câmera de TV baseadanos Tubos de Raios Catódicos. Mais tarde, Zworykin inventa o cinescópio, oprimeiro tubo de televisão;1926 - J. Baird opera um sistema de televisão eletrônica com 30 linhas deresolução e 5 quadros por segundo.1927 - A Bell Telephone e o Departamento Americano de Comércio operama 9 de abril a primeira transmissão de TV de longa distância entre WashingtonD.C. e a cidade de New York;1930 - C. Jenkins conduz a primeira transmissão de TV comercial nos EstadosUnidos;1931- A. Du Mont desenvolve o primeiro tubo de raios catódicos comercial,durável e prático para televisão;

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Raios Catódicos

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1936 - A BBC começa as transmissões regulares de TV.1940 - P. Goldmark inventa uma televisão a cores com 343 linhas de resolução.

Ilustração 32 – TV fabricada no ano de 1939Fonte: Elaborado pelos autores.

A invenção da TV reuniu descobertas nos campos da biologia(persistência retiniana), ótica (câmeras) eletrônica (circuitos) eradiotransmissão. O pioneirismo na transmissão de imagens à distância, umrudimento de televisão, data de 1923 e deve-se a Vladimir Kosma Zworykin,engenheiro eletrônico russo nacionalizado americano, em Nova Iorque. NaInglaterra, lsaac Schoenberg, também russo e amigo de infância de Zworykin,desenvolveu na companhia EMI um tubo de câmera semelhante à futuraTV, um aperfeiçoamento dos tubos de raios catódicos. Tiveram, ainda, papelde destaque no aperfeiçoamento dessa tecnologia, o escocês John LogieBaird, e o norte-americano Philo Taylor Farnsworth.

Historicamente, a primeira transmissão começou com a CBS dia 31 dejulho de 1931, sendo mais tarde transferido o equipamento de transmissãopara o Empire State Building, em Nova York, em 1932. Em 1935 é realizadaoficialmente a primeira transmissão na Alemanha, no mês de março, e naFrança, no mês de novembro.

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A TV NO BRASILEra dia 18 de setembro de 1950. Estava sendo inaugurada a PRF-3 TV

TUPI de São Paulo, primeira emissora de televisão do Brasil e da AméricaLatina. A iniciativa foi do jornalista paraibano Francisco de AssisChateaubriand. Proprietário de jornais, revistas e emissoras de rádio,Chateaubriand comprou os equipamentos nos Estados Unidos e trouxe atelevisão para o Brasil. A inauguração oficial da TV se deu com a transmissãodo “Show na Taba”, na TV Tupi. Esse era um programa de variedades, comhumor, orquestra, musicais, esportes, etc.

Ilustração 33 - Assis Chateaubriand, o empresário que trouxe a TV para o Brasil, em 1950.Fonte: MEMÓRIA VIVA. Cinema e Teatro. Natal, 2000.

Obviamente, no princípio, tudo era muito rústico, precário, ao vivo eem preto e branco. Os equipamentos eram enormes, a TV tinha umalinguagem diferente e os profissionais do rádio que foram trabalhar na TVtinham, inicialmente, muita dificuldade para lidar com esse novo meio, poistudo aquilo era novo e pouquíssimas pessoas tinham um aparelho de TV,que era caríssimo na época. A programação só ficava 3 horas por dia no ar,

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sempre a partir das 20 horas, começando com “Imagens do dia”, o primeirotelejornal brasileiro, que foi ao ar dia 19 de setembro de 1950.

Dessa maneira, a programação da TV era curta e se resumia em pequenosshows musicais, humor, teleteatro, telejornais e filmes de curta-metragem.O teleteatro foi muito importante, pois ajudou a TV a descobrir a sua próprialinguagem. Mas devido a diferenças de linguagem, os profissionais do rádioe do teatro, que foram para a TV, passaram por sérias dificuldades: asexpressões eram exageradas, os atores falavam muito alto (como se nãoexistisse microfone) e não respeitavam as marcações das câmeras, deixandoos cinegrafistas completamente perdidos. O primeiro teleteatro deimportância estreou em 1951 e se chamava “Grande Teatro Tupi”. Aospoucos, outras emissoras foram surgindo: TV Paulista (14/03/1952), TVRecord (27/09/1953) e a TV Tupi do Rio de Janeiro (20/01/1951).

São dessa época os campeões de audiência e permanência no ar: AlôDoçura, Sítio do Picapau Amarelo, O Céu é o Limite, Clube dos Artistas(que existiu de 1952 a 1980) e o famoso telejornal “Repórter Esso” (queficou 18 anos no ar).

A telenovela foi invenção da Tupi, que as exibia em capítulos semanaise era capaz de ousadias como mostrar o primeiro beijo na boca. Foi em1951, na novela Tua Vida Me Pertence, que Vida Alves deixou-se beijar pelogalã Walter Forster.

Se durante a primeira década de sua existência, a Tupi foi líder absoluta,nos anos 60 as emissoras concorrentes aprimoraram sua programação paralutar pela audiência. É nessa época que surgem as atuais emissoras de TV,como a Globo, o SBT, a Band (antiga Bandeirantes).

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UMA INTRODUÇÃOÀ MICROELETRÔNICA

A válvula eletrônica deu início a uma revolução na área dascomunicações, aproximando pessoas que antes não tinham meios para secomunicar, e criou mais duas formas de comunicação de massa: o rádio e aTV.

Uma nova revolução se seguiria: a da miniaturização dos aparelhos,tornando-os portáteis, mais leves, potentes e com melhor recepção. Noentanto, para que essa revolução tivesse início, foi necessário refazer ou criarteorias sobre como ocorria a transmissão da corrente elétrica pelos materiais.

O passo decisivo para a microeletrônica foi o desenvolvimento da teoriados metais. As primeiras tentativas de explicar as propriedades térmicas eelétricas dos metais foram realizadas pelo físico alemão Drude em 1900, queconseguiu calcular a condutividade elétrica e térmica dos metais através dosparâmetros de carga, massa, densidade, livre caminho médio e velocidademédia dos íons que compunham os metais. Drude criou um modelo em queassumia que somente os elétrons eram móveis. Até 1907, existia um problemaainda a ser resolvido oriundo dos trabalhos de Drude e outros físicos. Haviaum conflito entre o calor específico e a temperatura (até então se achavaque essas grandezas eram independentes). Nesse mesmo ano, Einstein obtevea dependência na temperatura do calor específico dos sólidos ao admitirque a vibração térmica dos átomos era quantizada. No entanto, paratemperaturas muito baixas, não apresentava dependência, e isso foi resolvidopor Debye. Mas, até então, os modelos existentes para explicar os metaisainda eram bastante deficientes. O modelo de Drude-Lorentz-Bohr, queconsiderava o metal como um gás de elétrons livres, negligenciando apresença de íons, não conseguia explicar o calor específico, o efeito Hall e aspropriedades magnéticas. Outro modelo importante, de Einstein-Debye-Born-Von Kármán, que se baseava no fato de os metais serem constituídosde íons, mas desprezando o movimento dos elétrons, explicava o calorespecífico, mas falhava ao explicar a razão de serem altos os livres caminhosmédios dos elétrons na interação com os íons.

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Somente na metade da década de 20 é que essas inconsistênciascomeçaram a ser compreendidas. O modelo de Fermi-Dirac apresentavauma expressão para o calor específico independente da temperatura, porémquando esse calor específico tendia a zero, a temperatura também tendia azero. Em 1927, Wolfgang Pauli apoiado sobre o modelo de Fermi-Dirac,explicou a razão de ser fraco o paramagnetismo nos metais, considerandoque somente elétrons pertencentes a uma fina camada da superfíciepoderiam ser alinhados.

A teoria de bandas surgiu para descrever como o elétron se comportavano metal com relação à energia. Na verdade, podemos imaginar que a questãoera saber como o elétron se comportava em uma banda (ou nível) de energia.Um elétron só podia saltar de uma banda para outra ganhando ou perdendoenergia, e esse movimento devia ser quantizado, ou seja, só existe emdeterminados valores. Para valores intermediários, a banda seria proibida.Em 1931, Allan H. Wilson apresentou uma importante contribuição parateoria das bandas, fez uma clara distinção entre os principais tipos demateriais, classificando-os em:

• Condutores: são sólidos que apresentam uma banda de energia

parcialmente cheia de elétrons.

• Isolantes: são sólidos que apresentam a banda de energia

completamente cheia de elétrons.

• Semicondutores: são sólidos que apresentam a banda quase cheia

ou quase vazia.

Estava, então, lançada a ideia da existência dos semicondutores. H.J.Seemann, em 1927, demonstrou que silício metálico, coberto por umacamada de óxido, resultava em um aumento de condutividade neste metal.F. Boch, quatro anos mais tarde, apresentou o resultado de que impurezasnum semicondutor induziam ao surgimento de níveis de energia em regiõesproibidas. Esses estudos levaram aos conceitos de materiais doadores emateriais aceitadores, e isso teve grande relevância para o desenvolvimentoda microeletrônica. O salto ocorreu em meados da década de 30, quandosurgiram as técnicas de dopagem, ou seja, a dissolução de traços de materiaisquimicamente diferentes nos mais conhecidos semicondutores. Logo sedescobriu que o silício ou germânio assumiam propriedades condutorasquando dopados com elemento de valência superior.

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Ilustração 34 - O primeiro transistor construído na década de 40Fonte: Transistor. Campinas, 2002.

A grande importância dessas descobertas para a microeletrônica iniciouquando o físico inglês William Schockley, trabalhando nos laboratórios Bellem 1945, descobriu que germânio dopado funcionava como um retificador,e assim era possível controlar os elétrons móveis naquele semicondutoraplicando-se um campo elétrico externo. Na continuidade desses estudos,Schockley e seu colega Brattain, em 1947, descobriram o efeito transistor e,em 1948, Schockley fez a descoberta do transistor de junção.

O transistor foi inventado na Bell Telephone Laboratories e,inicialmente, demonstrado em 23 de dezembro de 1947 por John Bardeen,Walter Houser Brattain e William Bradford Shockley, que foram laureadoscom o prêmio Nobel da Física em 1956. Eles pretendiam fabricar umtransistor de efeito de campo (FET) idealizado por Julius Edgar Lilienfeldantes de 1925, mas acabaram por descobrir uma amplificação da correnteno ponto de contato do transistor, isso evoluiu posteriormente para converter-se no transistor de junção bipolar (BJT). O objetivo do projeto era criar umdispositivo compacto e barato para substituir as válvulas termiônicas usadasnos sistemas telefônicos da época.

Uma Introdução à Microeletrônica

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Esse dispositivo revolucionou profundamente a eletrônica. Capaz deamplificar uma corrente elétrica ou ainda ligá-la e desligá-la, como uminterruptor. O transistor torna possível a fabricação de equipamentos cadavez menores e com menor consumo de energia.

Ilustração 35 - Um transistor de efeito de campo.Fonte: SCHVETS, G. CPU World.

A indústria da computação foi a que mais se valeu da invenção dotransistor. Substituindo as antigas válvulas e exercendo a mesma função porum custo menor, o transistor dá início à segunda geração de computadores(1959 a 1964). Em 1964, iniciou-se a terceira geração com o System/360 ouIBM 360, quando o transistor foi substituído pelos circuitos integrados –conjunto de transistores, resistores e capacitores – construídos sobre umchip feito à base de silício. Os computadores de quarta geração aparecemno final da década de 60, quando foram projetados os microprocessadores.Com eles foi possível reunir, em um mesmo circuito integrado, as funçõesdo processador central.

Referências

SANTOS, C. A. et al. Da revolução científíca à revolução tecnológica. Porto Alegre: Institutode Física - UFRGS, 1998.

SOTERO, A. P. Dos transistores aos computadores. Campinas, 1998. Disponível em: <http://www.comciencia.br/reportagens/fisica/fisica11.htm>. Acesso em: 25 nov. 2005.

WIKIPÉDIA. Transistor. 2001. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Transistor>.Acesso em: 19 jan. 2006.

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O PRÊMIO NOBELE SUA INFLUÊNCIA

NA PESQUISA DOS TRCS

Alfred Nobel (1833-1896)

Ilustração 11 – A medalha entregue anualmente, com a efígie de Alfred Nobel.Fonte: Nobel Premium. Houston, 2004.

Os laureados, a cada ano, com o Prêmio Nobel devem sua glória e sucessoao inventor e filantropo Alfred Nobel. Nascido em 1833, em Estocolmo, naSuécia, é filho de um casal de engenheiros que descendiam de Olof Rudbeck,o mais conhecido gênio da tecnologia na Suécia, no século XVII. Aos noveanos, sua família emigrou para a Rússia, onde Alfred e seus irmãos receberamexcelente educação, ministrada por tutores particulares, tanto no campo deciências humanas quanto no das naturais.

O Prêmio Nobel e sua influência na pesquisa dos TRCs

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Nobel tornou-se dono de grande fortuna devido às suas numerosasdescobertas na área de explosivos, em especial a dinamite (em 1866), quepassou a ser comercializada em grande escala no final do século XIX.Detentor de mais de 350 patentes, fundou companhias e laboratórios emcerca de 20 países. Além disso, escreveu poesia e drama e chegou a pensarem se tornar escritor. Idealista e consciente dos perigos que envolviam o usoindevido de sua invenção, sempre apoiou os movimentos em prol da paz.

Nobel deixou, ao falecer em 1896, um enorme patrimônio destinado àcriação de uma fundação que deveria financiar, anualmente, cinco grandesprêmios internacionais. Dentre esses prêmios, quatro deveriam destinar-seàqueles que se destacassem em suas descobertas em Física, Química, Medicinae Literatura. Seu testamento especificava também um prêmio para quemmais se empenhasse na paz e na amizade entre as nações. Em 1969, foiacrescentado mais um prêmio, para as Ciências Econômicas.

A Cerimônia de Entrega do Prêmio Nobel

A cerimônia de premiação é realizada anualmente em Oslo, Noruega,e em Estocolmo, Suécia, em 10 de dezembro, dia do aniversário da mortede Nobel, ocorrida em 1896. Várias instituições participam da escolha dospremiados. Os escolhidos recebem uma medalha de ouro com a efígie deAlfred Nobel, gravada com o seu nome, um diploma e uma quantia emdinheiro.

A Influência do Prêmio Nobel no avanço da Pesquisaem Física Moderna

A lista de ganhadores do Prêmio Nobel de 1901 (ano em que foi dadoo primeiro prêmio) até 1928 ilustra bem a influência que exerceu este prêmiona Física como um todo e, no começo do século, nas pesquisas sobre os raioscatódicos. Vários nomes estão diretamente ligados a essa tecnologia, comoLenard, Thomson, von Laue e muitos outros vinculados ao desenvolvimentode tecnologias oriundas dos raios catódicos, como a radioatividade(Becquerel, os Curie), os raios X (14 prêmios dados até hoje, entre eles o deRöntgen, descobridor desta radiação).

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1901 - Wilhelm Conrad Röntgen – Descoberta dos Raios X.1902 - Hendrik A. Lorentz, Pieter Zeeman – Desenvolvimento de estudossobre a influência dos campos magnéticos no fenômeno de radiação:descoberta do efeito Zeeman.1903 - Henri Becquerel, Pierre Curie, Marie Curie – Descoberta daradioatividade espontânea e os estudos dos fenômenos dessa radiação.1904 - Lord Rayleigh – Descoberta dos gases argônio, criptônio, neônio exenônio.1905 - Philipp Lenard – Pesquisas sobre os raios catódicos.1906 - J.J. Thomson – Desenvolvimento de estudos sobre condutividadeelétrica em gases.1907 - Albert A. Michelson – Determinação da velocidade da luz usandoinstrumentos ópticos de precisão e espectroscopia.1908 - Gabriel Lippmann – Desenvolvimento da fotografia a cores (emespectrografia).1909 - Guglielmo Marconi, Ferdinand Braun – Invenção da telegrafia semfios.1910 - Johannes Diderik van der Waals – Descobertas sobre as forçasintermoleculares nos líquidos e nos gases.1911 - Wilhelm Wien – Descoberta das leis sobre a radiação do calor.1912 - Gustaf Dalén – Invenção de reguladores automáticos para controledos faróis costeiros e boias luminosas.1913 - Heike Kamerlingh Onnes – Desenvolvimento de estudos sobre aliquefação dos gases em baixas temperaturas.1914 - Max von Laue – Descoberta da difração dos raios X por cristais.1915 - William Bragg, Lawrence Bragg – Desenvolvimento de estudos sobrea estrutura dos cristais por meio dos raios X.1916 - Prêmio atribuído a uma organização.1917 - Charles Glover Barkla – Desenvolvimento de estudos sobrecomprimento de onda dos raios X e de outras emissões de ondas curtas.1918 - Max Planck – Formulação da revolucionária Teoria dos QuantasElementares de energia.1919 - Johannes Stark – Desenvolvimento de estudos sobre espectros emcampos elétricos: a descoberta do efeito de Doppler dos raios canais.1920 - Charles Edouard Guillaume – Desenvolvimento de ligas de aço-níquelde baixa expansão e descoberta de suas anomalias.

O Prêmio Nobel e Sua Influência na Pesquisa de TRCs

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1921 - Albert Einstein – Descoberta da lei do efeito fotoelétrico e demaiscontribuições para a física teórica.1922 - Niels Bohr – Desenvolvimento de teorias sobre a estrutura atômica eda radiação.1923 - Robert A. Millikan – Demonstração do efeito fotoelétrico edeterminação da carga elétrica elementar.1924 - Manne Siegbahn – Pesquisas e descobertas na espectroscopia dosraios X.1925 - James Franck, Gustav Hertz – Descoberta das leis de impacto entreum elétron e um átomo.1926 - Jean Baptiste Perrin – Desenvolvimento de estudos sobre a estruturadescontínua da matéria, especialmente a descoberta do equilíbrio desedimentação.1927 - Arthur H. Compton, C.T.R. Wilson – Descoberta da variação docomprimento de onda nos raios X difusos, o efeito Compton, edesenvolvimento da câmara de Wilson.1928 - Owen Willans Richardson – Demonstração da teoria termiônica eformulação da lei de Richardson.

Certamente os pioneiros na pesquisa em Física Moderna tiveram muitomais influência do Prêmio Nobel do que os que foram agraciados nos diasde hoje, devido a fatores que, se no início da instituição de uma comunidadecientífica serviram para reafirmá-la ainda mais, no tempo em que nosencontramos, servem para popularizá-la mais como um evento social do queuma conquista da humanidade.

Um bom exemplo é dado pelo Nobel de 1988, o bioquímico HartmutMichel. Abaixo, citamos parte de sua entrevista em 2003:

Há muitos contras em receber o prêmio, especialmente quando se é

muito jovem. O cientista torna-se alvo de um interesse público tão

grande que não tem mais tempo para pensar, é sempre questionado.

As pessoas acham que, de um dia para o outro, ele passa a saber tudo,

em todas as áreas. Mas ele não sabe nada além do que sabia no dia

anterior. A primeira coisa que você percebe quando ganha o Nobel é

que se torna famoso e tudo o que diz (e o que não diz) os jornalistas

escrevem. Por exemplo, uma reportagem em um jornal alemão (da

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imprensa marrom) afirmava que eu tinha um desempenho muito ruim

na escola e na universidade e que tive de esperar dois anos até ter

permissão para estudar. E, no caso da pesquisa que rendeu o Nobel, eu

era o estudante estúpido que fez o trabalho sob orientação de um

professor. Até histórias envolvendo meus filhos foram criadas. (Unifesp,

2003)

Referências

NOBEL FOUNDATION, Alfred Nobel. Oslo, 2006. Disponível em: <http://nobelprize.org>.Acesso em: 25 nov. 2005.

PEREIRA, A.; MUTO, E. Cientista Alemão preferia não ter vencido o Prêmio Nobel. Jornalda Paulista, São Paulo, v. 16, n. 177. São Paulo, UNIFESP, 2003.

O Prêmio Nobel e Sua Influência na Pesquisa de TRCs

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William Crookes

William Crookes nasceu em Londres, naInglaterra, em 17 de junho de 1832, filhomais velho de um marinheiro, JosephCrookes. Sua carreira científica iniciou aosquinze anos com seus estudos de químicano Royal College Chemistry, onde fez seucurso de graduação. Em 1850, tornou-se pro-fessor assistente neste mesmo instituto e, em1855, assumiu a cadeira de química na Uni-versidade de Manchester. Comoconsequência de seus estudos descobriu osraios catódicos em 1861 e isolou o elementoquímico tálio determinando suas proprieda-des físicas. É também atribuída a ele a in-venção do radiômetro (instrumento utilizado para medir a intensidade daradiação de vários elementos), em 1874.

Os primeiros estudos com os raios catódicos datam de 1705, a partir deexperiências com descargas elétricas em gases rarefeitos. Para Crookes, osraios catódicos eram partículas carregadas, as quais constituíam o quarto estadoda matéria (que hoje em dia chamamos de plasma).

A vida de Crookes esteve sempre baseada na atividade científica, seusinteresses variavam desde a ciência pura e aplicada a problemas econômicose humanos, em virtude disso recebeu muitas honrarias públicas e acadêmicas.

Crookes também apresentava um interesse relevante pelos fenômenosmediúnicos, mas seu intuito era o de contestar todos aqueles que acreditavampiamente em mediunidades, apresentando algumas pesquisas científicas nocampo.

William Crookes faleceu em 04 de abril de 1919, na sua cidade natal.

Referências

HINSHELWOOD, C. N. William Crookes: a victorian man of science. 1927. Disponível em:<www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/LanthAct/Biogs/Crookes.html>. Acesso em: 22 nov. 2005.

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Heinrich Geissler

Heinrich Geissler nasceu em 1814, emum vilarejo de Igelshieb, no estado deTurínguia, na Alemanha. É uma figura bemconhecida na história dos instrumentoscientíficos, pois os descendentes de seusexperimentos, o tubo de Geissler e a bombade mercúrio, ainda podem ser vistos em uso.

O pai de Heinrich foi um fabricante devidros inovador que produzia instrumentoscomo barômetros e termômetros. Essahabilidade com instrumentos experimentaisfoi herdada por Heinrich.

Geissler, no entanto, passou uma décadade sua vida como um “caixeiro-viajante”, fabricando instrumentos e,posteriormente, fazendo mostras em cidades como Bonn, uma nova cidadeuniversitária com grande demanda de instrumentos laboratoriais. Lá, Geisslertrabalhou junto a químicos, físicos, médicos, fisiologistas e mineralogistas ecriou uma lista de clientes internacionais. A partir de 1855, participouregularmente de mostras envolvendo vários países, ganhando medalhas eoutros prêmios pelos seus aparatos científicos.

Os tubos de Geissler tinham caráter ornamental, como lâmpadas coloridas.

Geissler fez alguns tubos que ficaram conhecidos, mais tarde, como“tubos de Geissler”, lâmpadas ornamentais, em 1857. A produção em largaescala desses instrumentos começou em 1880, após a morte de Heinrich. Foienterrado em 1879, na cidade onde trabalhava, em Bonn, Alemanha.

Biografias

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Referências

JENKINS, J. D. Vintage radios and scientific apparatus. 2003. Disponível em:<www.sparkmuseum.com/RADIOS.html>. Acesso em: 25 nov. 2005.

HEINRICH GEISSLER. 2003. Disponível em: <chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/geissler.html>. Acesso em: 25 nov. 2005.

Wilhelm Conrad Röentgen

Wilhelm Röentgen nasceu dia 27 demarço de 1845, em Lennep, um vilarejo daAlemanha. Era o único filho de umfabricante de confecções. Sua mãe foiCharlotte Constanze Frowein, filha de umatradicional família de Amsterdam.

Quando tinha três anos de idade, suafamília mudou-se para Apeldoorn naHolanda, onde ingressou no InstitutoMartinista Herman van Doorn, uma escolacorporativista. Não demonstrou nenhumaaptidão especial, inicialmente. Mais tarde,mostrou-se voltado a fabricar pequenos aparatos mecânicos e a contemplara Natureza, características que conservou por toda a sua vida.

Em 1862, foi admitido na Escola Técnica em Utrecht, de onde foiexpulso, acusado injustamente como autor da caricatura de um professor.

Tentou estudar física na Universidade em 1865, mas como não preenchiaos requisitos necessários para ser estudante regular, entrou na EscolaPolitécnica de Zurique, como estudante de engenharia mecânica. Foramseus professores Klausius e Kundt que exerceram grande influência sobreele. Em 1869, cola o grau de Ph.D. na Universidade de Zurique. Segue paraWürzburg no mesmo ano e, mais tarde, para Estrasburgo.

Röntgen casou-se com Anna Bertha Ludwig, filha do poeta Otto Ludwig,em 1872. Não teve filhos, mas em 1887 adotou Josephine Bertha Ludwig, deseis anos de idade, filha do único irmão de sua esposa.

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Seguiu trabalhando como professor nasuniversidades de Estrasburgo, Giessen,Hohenheim e Würzburg, onde foi colega deHelmholtz e Lorenz. Na virada do século, aceitao cargo de professor na Universidade deMunique, permanecendo até o fim de sua vida,em 1923. Foi-lhe oferecido o cargo de Presidentedas Pesquisas Físicas e Técnicas da Universidadede Berlim e a Cadeira de Física da Universidadede Berlim, mas acabou recusando-os.

O primeiro trabalho de Röentgen foipublicado em 1870, sobre o calor específico dosgases. Seguiram muitos outros trabalhos originaissobre vários assuntos relacionados: acondutividade térmica dos cristais, alguns artigossobre propriedades elétricas do quartzo, a influência da pressão no índicede refração, a modificação dos planos de polarização da luz por influênciaseletromagnéticas, a variação da temperatura em função da compressibilidadeda água e em outros fluidos e a dissipação das gotas de óleo na água.

No entanto, o nome de Röentgen está profundamente associado com adescoberta dos raios X. Em 1895, ele estava estudando em um tubo deCrookes, em pressão muito baixa e a tensões elevadas. Trabalhos anterioresjá haviam sido publicados por Plucker, Hittorf, Varley, Goldstein, Crookes,Hertz e Lenard, sendo um campo de pesquisas popular entre os físicos daépoca. O trabalho de Röntgen no campo de raios catódicos levou-o,entretanto, à descoberta de um novo tipo de radiação.

Na noite de 8 de novembro de 1895, ele trabalhava com um tuboencerrado num recipiente fechado com cartão preto. Excluindo qualquerraio de luz, e ainda trabalhando numa sala às escuras, um anteparo recobertocom um sal de bário, que se encontrava a dois metros do tubo de Crookes,tornava-se fluorescente quando o tubo era operado. Em experimentosanteriores, Röntgen mostrou que os novos raios são produzidos pelo impactodos raios catódicos na superfície do anodo. Por sua natureza desconhecida,batizou-o de raios X. Mais tarde, Max von Laue e seus pupilos mostraramque esses raios possuíam a mesma natureza que a luz, porém com maiorfrequência. Além da inegável importância na medicina, na tecnologia e napesquisa científica atual, a descoberta dos raios-X tem uma história repleta

Anna Bertha Ludwig, esposa deRöentgen

Biografias

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de fatos curiosos e interessantes. É intrigante o fato de que Lenard “tropeçou”nos raios-X antes de Röentgen, mas não os percebeu. Assim, parece que nãofoi o acaso que favoreceu Röentgen; a descoberta da radiação X estava “caindode madura”, bastava alguém perspicaz o suficiente para observa-lá.

No dia 22 de dezembro, ainda de 1895, fez a radiação atravessar por 15minutos a mão da mulher Bertha, atingindo de um lado a outro uma chapafotográfica. Revelada a chapa, viam-se nela as sombras dos ossos de Bertha.A primeira radiografia da história.

A descoberta dos raios X valeu-lhe fama e várias medalhas, inclusive oprimeiro prêmio Nobel da Física, em 1901. No entanto, não o impediu decontinuar a passar as férias no seu sítio aos pés dos Montes Bávaros, tendocomo hobby o montanhismo.

Röentgen faleceu aos setenta e oito anos de idade.

Referências

NOBEL FOUNDATION, The Nobel prize. Oslo: 2006. Disponível em: <http://www.nobelprize.org>. Acesso em: 12 nov. 2005.

PENNSYLVANIA UNIVERSITY. A century of radiology. Philadelphia, 1993. Disponível em:<http://www.xray.hmc.psu.edu/rci/centennial.html>. Acesso em: 10 nov. 2005.

PV SCIENTIFIC INSTRUMENTS. About Crookes and Geissler vacuum discharge tubes.Disponível em: <http://www.arcsandsparks.com/aboutvacuumtubes.html>. Acesso em: 20nov. 2005.

SANTOS, C. A. et al. Da revolução científíca à revolução tecnológica. Porto Alegre: Institutode Física - UFRGS, 1998.

DEUTSCHEN RÖNTGEN-MUSEUN. W. C. Röntgen. Lennep, 2000. Disponível em: <http://www.roentgen-museum.de/>. Acesso em: 20 nov. 2005.

ENCICLOPEDIA Britânica. Wilhelm Röentgen. Disponível em: <http://www.britannica.com/ebi/article-9276765>. Acesso em: 20 nov. 2005.

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Phillip von Lenard

Phillip Eduard Anton von Lenardnasceu em 7 de junho de 1862, na Bratislava,Eslováquia.

Estudou física em Budapeste, Viena,Berlim, Heidelberg com Bunsen (criador dobico de Bunsen) e Helmholtz e, em 1886,concluiu seu doutorado em Heidelberg. Apartir de 1892, trabalhou como assistente deHeinrich Hertz (descobridor das ondas derádio ou hertzianas), então Professor naUniversidade de Bonn. Em 1894, foiapontado como Professor extraordinário daUniversidade de Breslau.

Lenard se interessou, inicialmente,pelos fenômenos da mecânica e somente mais tarde passou a interessar-sepelos fenômenos fosforescentes e luminescentes. Dando continuidade aostrabalhos de Hertz, Lenard realizou experiências para verificar se os raioscatódicos, produzidos no interior do tubo de Crookes, poderiam serobservados no exterior do tubo (por esse motivo, Lenard é tido na históriada ciência, como o pesquisador que mais se aproximou da descoberta deRöentgen). Mais tarde, esses raios ficaram conhecidos como raios de Lenard,e hoje se sabe que eram constituídos de raios catódicos e raios-X, mas Lenardacreditava que eram apenas catódicos. Ele ficou profundamente desapontadopor ter deixado essa descoberta escapar, e jamais usou o nome de Röentgenquando se referia aos raios-X.

Lenard é lembrado, geralmente, como um “gênio experimentalista” cujamaior contribuição foi no estudo dos raios catódicos, embora ele tambémseja conhecido por seu trabalho sobre a estrutura atômica e pela descoberta,em 1902, que a velocidade do elétron é independente da intensidade da luzemitida. Por essa descoberta, acabou ganhando o prêmio Nobel de Físicaem 1905.

Na década de 1930, filiou-se ao Partido Nacional Socialista, partido quemais tarde apoiaria Hitler e sua subida ao poder, sendo eleito “chefe daFísica ariana ou alemã”. Foi expulso em 1945, com o fim da Segunda Guerra

Biografias

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Mundial, devido ao programa aliado contra o nazismo. Lenard faleceu logoapós esses fatos, em 1947.

Referências

TIMELINE of Nobel prize winners. Philipp Lenard. Disponível em: <http://www.nobelwinners.com/Physics/philipp_lenard.html>. Acesso em: 25 nov. 2005.

WIKIPÉDIA. Phillipp Lenard. 2001. Disponível em: <http://en.wikipedia.org/wiki/Philipp_Lenard>. Acesso em: 25 nov. 2005.

Max Theodor Felix von Laue

Von Laue nasceu em 9 de outubro de1879, em Pfaffendord, perto da cidade deKoblenz, Alemanha. Em 1898, iniciou seusestudos em matemática, física e química.Quatro anos depois, passou a trabalhar como físico alemão Max Planck na Universidadede Berlim, com espectroscopia e radiação.Em 1912, assumiu a condição de professorna Universidade de Zurique e, em 1914, foiagraciado com o Prêmio Nobel em física peladescoberta da difração dos raios-X emestruturas cristalinas. Neste mesmo ano aindadesenvolveu trabalhos direcionados àPrimeira Guerra Mundial sobre tubos de altovácuo utilizados em telefonia e comunicaçãosem fio. Quanto à descoberta que lhe rendeu o Prêmio Nobel, ele próprioafirmou que a ideia surgiu quando, discutindo sobre a passagem da luz atravésde um retículo cristalino, supôs que os raios-X de comprimento de ondamuito mais curtos poderiam causar em tal meio (cristal) o fenômeno dedifração ou interferência. Somente após a confirmação da sua idéia é queficou estabelecido que os raios-X são de origem eletromagnética.

Quando a Alemanha invadiu a Dinamarca, na Segunda Guerra Mundial,o químico húngaro George de Hevesy dissolveu os prêmios de ouro de Von

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Laue e James Franck para impedir que os nazistas os roubassem. Colocou asolução onde o ouro foi dissolvido em uma prateleira do seu laboratório, noInstituto Niels Bohr e, mais tarde, quando terminou a guerra, von Laue osrecuperou.

Max se especializou em Física Teórica e se tornou um defensor da Teoriada Relatividade de Einstein. Também voltou sua atenção para a MecânicaQuântica, para o efeito Compton (mudança da frequência dos raios X), paraa equação de Einstein-Bohr e a desintegração dos átomos.

Em 8 de abril de 1960, num acidente de trânsito, um motociclista colidiucom seu carro. Embora ainda salvo com vida, Max von Laue veio a falecerem 24 de abril de 1960, devido a complicações do acidente.

Referências

WIKIPÉDIA. Max von Laue. 2001. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Max_von_Laue>. Acesso em: 25 nov. 2005.

Search.com. Max von Laue. Disponível em: <www.search.com/reference/Max_von_Laue>.Acesso em: 25 nov. 2005.

William Henry Bragg

W. H. Bragg nasceu em 2 de julho de 1862em Westward, Inglaterra. Aos vinte e quatro anosde idade tornou-se professor de Matemática eFísica em Adelaide, Austrália, onde iniciou suasprimeiras pesquisas sobre radioatividade. Em1906, foi eleito membro da Royal Society, e em1909, foi convidado como professor Cavendish(um cargo docente oferecido aos que sedestacavam nas pesquisas) em Leeds. Em 1915,tornou-se professor Quain (outro cargo-mérito)na Universidade de Londres e, nesse mesmoano, recebeu o Prêmio Nobel e a medalhaBarnard (da Universidade de Columbia), ambasdistinções que dividiu com seu filho, William Lawrence Bragg.

Biografias

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Juntamente com seu filho W.L. Bragg, deu início a um novo ramo daciência: o da análise da estrutura de cristais por meio dos raios-X.

Faleceu dia 12 de março de 1942. Entre seus artigos mais citados, aforaos sobre espectroscopia de raios X, estão alguns escritos como “O mundodos sons” (1920), “Sobre a natureza das coisas” (1925) e “O Universo da luz”(1933), todos publicados na Revista Filosófica e nas leituras da Royal Society.

Imagem da difração de átomos numa rede cristalina – principal contribuição da famíliaBragg à física

Referências

NOBEL FOUNDATION. William Henry Bragg. Oslo, 2006. Disponível em: <http://nobelprize.org/physics/laureates/1905/william_henry_bragg.html>. Acesso em: 25 nov.2005.

ENCICLOPÉDIA Britânica.

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William Lawrence Bragg

O filho de W.H. Bragg nasceu em Adelaide,na Austrália, em 31 de março de 1890. Iniciouseus estudos na própria Universidade deAdelaide, onde seu pai era professor, quandose mudou com a família para Inglaterra em 1909.Aos 22 anos, começou a investigar as pesquisasde von Laue, e publicou seu primeiro artigo re-lacionado ao assunto de cristalografia de raios-X. Ingressou no Trinity College, em Cambridge,Inglaterra, em 1914.

Descobriu a lei que leva seu nome em 1912,enquanto era estudante em Cambridge, e apósreceber seu grau, juntou-se ao pai nos estudosda difração de raios X. Como resultados de seus trabalhos, muitos tipos decristais foram descobertos, com a ajuda do espectômetro de raios X. Foi poresses trabalhos, na análise das estruturas cristalinas através dos raios X, queos Braggs receberam o Prêmio Nobel de Física em 1915. Três anos maistarde, publicou juntamente com seu pai o artigo Raios X e estrutura cristalina,que rendeu aos dois o Prêmio Nobel de física em 1915.

W. L. Bragg foi membro da Royal Society em 1921 e recebeu título deSir em 1941. Foi o mais jovem cientista a receber o Prêmio Nobel. Quandoisso ocorreu, ele tinha apenas 25 anos.

Faleceu em 1971, aos oitenta e um anos de idade.

Referências

NOBEL FOUNDATION. William Lawrence Bragg. Oslo, 2006. Disponível em: <http://nobelprize.org/physics/laureates/1905/william_lawrence_bragg.html>. Acesso em: 25 nov.2005.

ENCICLOPÉDIA Britânica.

Biografias

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REDE CONCEITUAL

Rede Conceitual envolvendo os personagens principais, as tecnologias, descobertas científicase os aparatos tecnológicos advindos da pesquisa com Raios Catódicos

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CRÉDITOS DAS ILUSTRAÇÕESIlustração 3 e 5:Robert Boyle. São Paulo, 2004. Disponível em: <http://paginas.terra.com.br/educacao/fisicavirtual/grandes/boyle>. Acessado em: 15 nov. 2005.

Ilustração 7:Charles Coulumb. Londres, 2005. Disponível em: <http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/PictDisplay/Coulomb.html>. Acessado em: 12 set. 2005.

Ilustração 8:Luigi Galvani. São Paulo, 2004. Disponível em: <http://paginas.terra.com.br/educacao/fisicavirtual/grandes/galvani>. Acessado em: 17 nov. 2005.

Ilustração 10:NETTO, R. F. Feira de ciências: bobina de Ruhmkorff. São Paulo, 2001.Disponível em: <http://www.feiradeciencias.com.br/sala03/03_01.asp>.Acessado em: 09 set. 2005.

Ilustração 11:THE HOUSTON MUSEUM OF NATURAL SCIENCE. Nobel Premium.Houston, 2004. Disponível em: <http://gold.hmns.org/images/Nobel.jpg>.Acessado em: 23 nov. 2005.

Ilustração 14:NATIONAL AERONAUTIC AND SPACE ADMINISTRATION. AlbertEinstein. Disponível em:: <http://www.antwrp.gsfc.nasa.gov>. Acessado em:23 nov. 2005.

Ilustração 16:FAKULTAT INGENIEURWISSENSCHAFTEN UND INFORMATIK. J. J.Thomson. Berlim, 2004. Disponível em: <http://www.ecs.fh-osnabrueck.de>.Acessado em: 20 nov. 2005.

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Raios Catódicos

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Ilustração 17:http://www.home.att.net/~lfretzin/Image18.gif

Ilustração 18:IEEE VIRTUAL MUSEUM. Eletric Lamp. New York, 2003. Disponível em:<http://www.ieee-virtual-museum.org>. Acessado em: 02 nov. 2005.

Ilustração 19:Lisboa, 2003. Disponível em: <http://www.piano.dsi.uminho.pt>. Acessadoem 15 set. 2005.

Ilustração 24:UNIVERSITY OF COLORADO. Physics 2000. Boulder, 2000. Disponível em:<http://www.colorado.edu>. Acessado em: 12 set. 2005.

Ilustração 28:DEUTSCHEN RÖNTGEN-MUSEUM. W. C. Röntgen. Lennep, 2000.Disponível em: <http://www.roentgen-museum.de/>. Acesso em: 20 nov.2005.

Ilustração 29:UNIVERSITY OF IOWA. Iowa, 2005. Disponível em: <http://www.uihealthcare.com>. Acessado em: 13 out. 2005.

Ilustração 30:WIKIPÉDIA. Raio catódico. 2001. Disponível em: <pt.wikipedia.org/wiki/Raio_catódico>. Acesso em: 09 set. 2005.

Ilustração 33:MEMÓRIA VIVA. Cinema e Teatro. Natal, 2000. Disponível em: <http://www.memoriaviva.digi.com.br>. Acessado em: 12 dez. 2005.Ilustração 34:IF - UNIVERSIDADE DE CAMPINAS. Transistor. Campinas, 2002. Disponívelem: <www.ifi.unicamp.br>. Acessado em: 10 out. 2005.

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Ilustração 35:SCHVETS, G. CPU World. Disponível em: <http://www.cpu-world.com>.Acessado em: 22 nov. 2005.

Ilustração das biografias extraídas do site www.nobelprize.org.

As demais imagens foram criadas pelos autores no período de Agosto de2005 a Janeiro de 2006.

Créditos das Ilustrações

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