Sumário
52 / 216
Salvando leitura…
Thomson e Reid confirmaram a difração com elétrons rápidos e filmes finos

Anéis do outro lado do oceano

Davisson e Germer veem elétrons difratarem

Enquanto o níquel devolvia elétrons de baixa energia nos Estados Unidos, outro arranjo fazia elétrons rápidos atravessarem películas finíssimas na Grã-Bretanha. George Paget Thomson e Alexander Reid enviaram um feixe quase perpendicular a um filme e colocaram uma placa fotográfica atrás dele.

A placa revelou um ponto central cercado por anéis, semelhantes a halos em torno do Sol. O filme continha muitos pequenos cristais orientados em várias direções. Cada orientação produzia máximos em direções particulares; a média azimutal sobre grãos rotacionados transformava feixes discretos em cones, registrados como círculos na placa plana.

Os elétrons de Thomson eram muito mais energéticos que os de Davisson e Germer, acelerados por dezenas de milhares de volts. Seu comprimento de onda era menor, e a geometria de transmissão substituía a reflexão superficial. Métodos diferentes, faixas de energia diferentes e amostras diferentes encontravam a mesma dependência com a relação de de Broglie.

No artigo de junho de 1927, Thomson e Reid descreveram anéis em celuloide e mediram a densidade fotográfica ao longo do raio para revelar máximos que o olho mal distinguia. Trabalhos seguintes usaram filmes metálicos cuja estrutura já era conhecida por difração de raios X, permitindo comparações quantitativas mais rigorosas.

Lia colocou lado a lado a curva angular do níquel e a fotografia de anéis. Não pareciam cópias. Essa diferença visual fortalecia a conclusão: o fenômeno não dependia de uma particularidade do coletor de Davisson nem de uma única face de níquel. A mesma física reaparecia sob uma transformação geométrica previsível.

A história costuma condensar essa confirmação numa ironia familiar: J. J. Thomson contribuíra para estabelecer o caráter corpuscular do elétron, e seu filho George demonstrara sua difração. A frase é memorável, mas não significa que um provou o pai errado. Carga, massa, impacto e difração pertencem ao mesmo elétron; os experimentos clássicos revelaram aspectos diferentes.

Em 1937, Clinton Davisson e George Paget Thomson dividiram o Nobel pela descoberta experimental da difração de elétrons por cristais. Lester Germer e Alexander Reid foram colaboradores essenciais nos trabalhos publicados, mesmo não figurando na concessão. O Arquivo manteve seus nomes na placa, porque uma narrativa científica não deveria apagar mãos para caber numa medalha.

Fontes desta página

  1. George P. Thomson e Alexander Reid (1927). Diffraction of Cathode Rays by a Thin Film.Nature, 119, 890. Relata anéis produzidos por elétrons rápidos transmitidos por um filme fino, confirmação independente da difração eletrônica.
  2. George P. Thomson (1938). Electronic Waves.Nobel Lecture, NobelPrize.org. Descreve a difração de elétrons rápidos em filmes finos e suas aplicações à investigação de estruturas cristalinas e superfícies.
  3. Nobel Foundation (1937). The Nobel Prize in Physics 1937 — Clinton Davisson e George Paget Thomson.NobelPrize.org. Registro oficial do prêmio pela descoberta experimental da difração de elétrons por cristais.