ALUNOS: NATÃ MARCOS NICOLASJoseph John Thomson
(1818 - 1889)
A cidade de Manchester, na Inglaterra, é famosa por suas numerosas e riquíssimas bibliotecas. A de John Ryland, por exemplo, formada por uma coleção do segundo duque de Spencer e pelos antiquíssimos manuscritos do duque de Crawford, contém incunábulos renascentistas, bíblias do tempo de Gutenberg e obras de luxo que remontam ao século XVII. Existem muitas outras, especializadas, como a de História Local, a Judaica, a Americana e a de Coleções Especiais. Particularmente importante é a que fica num edifício de pedras em estilo gótico à Rua Chenel, no subúrbio de Chetham. É a mais antiga biblioteca pública da Inglaterra, pois foi fundada em 1653 pelo testamento do comerciante Humphrey Chetham.
Todas elas certamente formaram uma tradição que se fez pesar na escolha de profissão do Sr. Thomson, típico pequeno burguês da cidade. Ele fundou uma livraria muito conceituada, tanto que passou a ser freqüentada por muita gente importante, como o famoso físico Joule, ao qual um dia apresentou seu filho.
O orgulho do livreiro era um jovenzinho de catorze anos, em cujos olhos assustados se podia perceber uma inteligência superior. Tinha nascido a 18 de dezembro de 1856 e recebido o nome de Joseph John.
A mãe parecia ter saído das páginas de um romance de Dickens; tímida, de pequena estatura, grandes olhos negros e maneiras muito amáveis. Apesar de aparentemente frágil, teve forças para cuidar sozinha da educação do menino, após a prematura morte do pai, antes dos quarenta anos.
Pouco antes disso, o Sr. Thomson tinha matriculado o adolescente na melhor escola de Manchester, o Owens College. Ali ele poderia receber ótima educação a fim de preparar-se para estudar engenharia, carreira que sempre o pai lhe desejara.
Com muito esforço e sacrifícios pessoais, a mãe conseguiu fazer prosseguir os estudos do rapaz e viu coroado de êxito seu empenho quando J.J., como viria a ser chamado por toda a vida, se diplomou brilhantemente em Owens, tendo inclusive publicado um trabalho sobre o fenômeno da eletrização por contato.
Por ter sido excelente aluno, um dos professores sugeriu-lhe que tentasse o ingresso no célebre Trinity College, em Cambridge. Da primeira vez não foi bem sucedido, mas no ano seguinte, 1876, recebeu uma bolsa de estudos que lhe permitia viver, ainda que modestamente. Sensibilizada pelo estudante pálido e magro, modesto e gentil, que varava as noites devorando livros, a dona da pensão que o abrigava cuidava de aquecer-lhe o quarto contra os rigores do inverno.
Cambridge significava para J.J. não apenas um excelente meio de desenvolvimento intelectual, mas também de ascensão social para quem, como ele, viera da classe média.
E foi, provavelmente, essa inclinação que o fez participar brilliantemente do famoso "mathematical trips", exame que tinha caráter de competição esportiva, revelando o aspecto um pouco escolástico adquirido pela disciplina em Cambridge. Para essa maratona intelectual, J.J. preparou-se com afinco durante três anos e obteve o segundo lugar, provavelmente por causa de sua lentidão no escrever.
Prêmio mais significativo recebeu anos depois, em 1883, por seu trabalho sobre movimentos vorticosos. Era o Adam's Prize, e mareava o início de suas preocupações com a estrutura do átomo.
Essas preocupações desenvolveram-se muito quando passou a trabalhar na determinação da unidade eletromagnética e eletrostática no laboratório Cavendish, sob direção de Lord Rayleigh, ao qual viria suceder em 1884. Resultado desse trabalho foram as Notes on Recent Researchs in Electricity and Magnetism, publicadas em 1893 e que constituem uma seqüência dos dois volumes do Treatise on Eleciricity and Magnetism de Maxwell, chegando mesmo a ser considerado seu terceiro volume.
Em 1895 vêm à luz os Elements of the Mathematical Theory of Electricity and Magnetism. Um ano depois está na Universidade de Princeton proferindo uma série de conferências em que aborda os fenômenos produzidos pelas descargas elétricas nos gases.
(Tubo de raios catódicos)
Era chegado o momento em que iria comunicar sua maior obra como investigador experimental. Ela começara no laboratório Cavendish quando se dedicava aos gases rarefeitos. Os estudos sobre as descargas através desses gases tinham conduzido à descoberta de uma radiação que emanava do tubo de descarga, propagava-se em linha reta, era detida por um obstáculo fino e transmitia um impulso aos corpos contra os quais se lançava. Foram chamados de raios porque se propagavam em linha reta, e católicos porque pareciam emanar do cátodo da descarga elétrica.
Os pesquisadores ingleses achavam que a radiação era de natureza corpuscular. Isso porque Crookes tinha descoberto que a trajetória dos raios se curvava quando em presença de um campo magnético. Além disso, Perrin tinha descoberto que transportavam carga elétrica negativa. Ao contrário, os alemães, especialmente Hertz, sustentavam seu caráter eletromagnético.
Thomson estava decidido a defender a teoria corpuscular partindo para a experimentação. Após sucessivas tentativas, conseguiu medir a razão carga / massa dessas partículas e descobriu que seu valor era aproximadamente mil vezes maior que o observado na eletrólise dos líquidos. Imediatamente procurou medir a carga de eletricidade conduzida por vários íons negativos, e chegou à conclusão de que era a mesma tanto na descarga gasosa quanto na eletrólise. Constatava-se, assim, que as partículas constituintes dos raios catódicos eram muito menores que qualquer átomo conhecido, por pequeno que fosse: eram os elétrons.
(Átomo de Thomson)
Essa descoberta contou com a colaboração de muitos outros cientistas como Wiecher, Perrin, Kaufmann, Townsend e Wilson. Mas foi Thomson o primeiro a intuir que os elétrons são corpúsculos dotados de carga elétrica e de massa e, principalmente, que fazem parte de toda matéria do Universo. Formulou uma teoria sobre a estruturado átomo: Para ele, o átomo era uma esfera maciça com carga positiva. Os elétrons estariam presos à superfície da esfera e contrabalançariam a carga positiva. Esse modelo ficou conhecido como "pudim de massas", e seria mais tarde substituído pelo modelo de Rutherford, discípulo de Thomson.
A primeira vez que anunciou o resultado de suas investigações foi numa conferência na, Royal Institution, a 30 de abril de 1897. Dois anos depois, num congresso realizado em Dover, expôs suas idéias a numerosos colegas, encontrando porém muita hostilidade e pouco crédito. Isso acentuou uma certa tendência para o trabalho independente, embora sempre aconselhasse os alunos a trabalhar em equipe.
Foi, porém, com muito espírito de equipe que dirigiu o laboratório Cavendish, depois da saída de Lord Rayleigh. A eleição foi muito dificultada por outros pretendentes, devido à sua pouca idade. Não tinha completado trinta anos - e os cientistas mais velhos julgavam ter maior merecimento para cargo tão cobiçado.
Apesar de tudo, foi eleito e o laboratório sofreu grandes transformações. A pesquisa deixou de ser um problema pessoal de cada um, tornando-se trabalho coletivo. A colaboração de estudiosos de outras universidades, inclusive estrangeiras, foi incrementada. Rutherford, Townsend, Langevin, Wilson, Barkla, Aston, Bragg e Appleton ali realizaram pesquisas relevantes. Thomson não só acompanhava os estudos de cada um, como favorecia as discussões e trocas de idéias em grupo.
THONSON EM SEU LABORATÓRIO
Não descuidava, entretanto, de comunicar as descobertas, o que fazia sempre em prosa elegante nos vários livros publicados. Em 1903, aparece a Conduction of Electricity through Gases, onde relata investigações que lhe valeram a obtenção do prêmio Nobel em 1906.
Não pararam aí suas contribuições para a história da física. Extremamente importante foi a descoberta de um novo método para a separação de diferentes espécies de átomos e moléculas. Consistia em usar íons positivos cuja deflexão num campo magnético ou elétrico varia com a massa atômica. Esse método levou à descoberta de muitos isótopos, quando empregado por pesquisadores como Aston, Dempster e outros. Teve também como resultado a possibilidade de calcular a difusão das radiações eletromagnéticas que atingem os elétrons dos átomos. É hoje chamada teoria do espalhamento de Thomson.
Quando a Europa foi conturbada pela Primeira Guerra Mundial, Thomson foi obrigado, juntamente com outros cientistas, a dedicar-se às pesquisas militares. Para perturbar ainda mais seu trabalho como investigador puro, teve que deixar a direção do laboratório Cavendish por ter sido eleito presidente da Royal Society e diretor do Trinity College.
Todas essas novas tarefas não eram de seu gosto. O que o interessava mesmo era a pesquisa científica experimental.
Não tinha outros interesses culturais, e ninguém se recorda de citações literárias em seus escritos. Talvez porque não ultrapassasse o nível dos escritores policiais e dos romancistas vitorianos, apesar da livraria do pai e das magníficas bibliotecas de Manchester, que conheceu na infância. Em matéria de música era pior ainda: à música erudita preferia as operetas.
Outro aspecto de sua personalidade não combinava com a estatura do cientista: a exagerada parcimônia e espírito de lucro. Sabia operar na Bolsa muito bem, transformava em fonte de lucro até um "hobby", vendendo a alto preço uma excelente coleção de flores do campo que cultivara. Os colegas reclamavam porque não era nada generoso nas ajudas financeiras ao laboratório, sempre necessárias.
Era, fisicamente muito forte e ativo, jamais caindo doente até os sessenta anos. Corno bom inglês amava as longas caminhadas e as partidas de "rugby". Em tudo revelava um temperamento extrovertido e individualista ao mesmo tempo. Entusiasmado com todos os empreendimentos, afável com todas as pessoas, alegre nas reuniões, tudo isso formava uma pessoa indiscutivelmente simpática.
Foi certamente essa simpatia, aliada ao prestígio como cientista e professor, que cativou uma estudante de física chamada Rose Paget. A ligação entre os dois, no entanto, não foi livre de angústias e frustrações. J.J. não podia casar-se como membro do College, e teve que esperar até 1890, quando a obsoleta proibição foi suspensa.
A partir daí a vida do casal foi extremamente fecunda, tanto que resultou em outro cientista notável, o filho George, colaborador do pai e ganhador do prêmio Nobel de física, em 1937.
Três anos depois, no dia 30 de agosto de 1940, terminava a longa existência daquele que fora um dos iniciadores da era nuclear, para a qual ajudava de maneira decisiva quando, meio século antes, descobriu o elétron.
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(1818 - 1889)
A cidade de Manchester, na Inglaterra, é famosa por suas numerosas e riquíssimas bibliotecas. A de John Ryland, por exemplo, formada por uma coleção do segundo duque de Spencer e pelos antiquíssimos manuscritos do duque de Crawford, contém incunábulos renascentistas, bíblias do tempo de Gutenberg e obras de luxo que remontam ao século XVII. Existem muitas outras, especializadas, como a de História Local, a Judaica, a Americana e a de Coleções Especiais. Particularmente importante é a que fica num edifício de pedras em estilo gótico à Rua Chenel, no subúrbio de Chetham. É a mais antiga biblioteca pública da Inglaterra, pois foi fundada em 1653 pelo testamento do comerciante Humphrey Chetham.
Todas elas certamente formaram uma tradição que se fez pesar na escolha de profissão do Sr. Thomson, típico pequeno burguês da cidade. Ele fundou uma livraria muito conceituada, tanto que passou a ser freqüentada por muita gente importante, como o famoso físico Joule, ao qual um dia apresentou seu filho.
O orgulho do livreiro era um jovenzinho de catorze anos, em cujos olhos assustados se podia perceber uma inteligência superior. Tinha nascido a 18 de dezembro de 1856 e recebido o nome de Joseph John.
A mãe parecia ter saído das páginas de um romance de Dickens; tímida, de pequena estatura, grandes olhos negros e maneiras muito amáveis. Apesar de aparentemente frágil, teve forças para cuidar sozinha da educação do menino, após a prematura morte do pai, antes dos quarenta anos.
Pouco antes disso, o Sr. Thomson tinha matriculado o adolescente na melhor escola de Manchester, o Owens College. Ali ele poderia receber ótima educação a fim de preparar-se para estudar engenharia, carreira que sempre o pai lhe desejara.
Com muito esforço e sacrifícios pessoais, a mãe conseguiu fazer prosseguir os estudos do rapaz e viu coroado de êxito seu empenho quando J.J., como viria a ser chamado por toda a vida, se diplomou brilhantemente em Owens, tendo inclusive publicado um trabalho sobre o fenômeno da eletrização por contato.
Por ter sido excelente aluno, um dos professores sugeriu-lhe que tentasse o ingresso no célebre Trinity College, em Cambridge. Da primeira vez não foi bem sucedido, mas no ano seguinte, 1876, recebeu uma bolsa de estudos que lhe permitia viver, ainda que modestamente. Sensibilizada pelo estudante pálido e magro, modesto e gentil, que varava as noites devorando livros, a dona da pensão que o abrigava cuidava de aquecer-lhe o quarto contra os rigores do inverno.
Cambridge significava para J.J. não apenas um excelente meio de desenvolvimento intelectual, mas também de ascensão social para quem, como ele, viera da classe média.
E foi, provavelmente, essa inclinação que o fez participar brilliantemente do famoso "mathematical trips", exame que tinha caráter de competição esportiva, revelando o aspecto um pouco escolástico adquirido pela disciplina em Cambridge. Para essa maratona intelectual, J.J. preparou-se com afinco durante três anos e obteve o segundo lugar, provavelmente por causa de sua lentidão no escrever.
Prêmio mais significativo recebeu anos depois, em 1883, por seu trabalho sobre movimentos vorticosos. Era o Adam's Prize, e mareava o início de suas preocupações com a estrutura do átomo.
Essas preocupações desenvolveram-se muito quando passou a trabalhar na determinação da unidade eletromagnética e eletrostática no laboratório Cavendish, sob direção de Lord Rayleigh, ao qual viria suceder em 1884. Resultado desse trabalho foram as Notes on Recent Researchs in Electricity and Magnetism, publicadas em 1893 e que constituem uma seqüência dos dois volumes do Treatise on Eleciricity and Magnetism de Maxwell, chegando mesmo a ser considerado seu terceiro volume.
Em 1895 vêm à luz os Elements of the Mathematical Theory of Electricity and Magnetism. Um ano depois está na Universidade de Princeton proferindo uma série de conferências em que aborda os fenômenos produzidos pelas descargas elétricas nos gases.
(Tubo de raios catódicos)
Era chegado o momento em que iria comunicar sua maior obra como investigador experimental. Ela começara no laboratório Cavendish quando se dedicava aos gases rarefeitos. Os estudos sobre as descargas através desses gases tinham conduzido à descoberta de uma radiação que emanava do tubo de descarga, propagava-se em linha reta, era detida por um obstáculo fino e transmitia um impulso aos corpos contra os quais se lançava. Foram chamados de raios porque se propagavam em linha reta, e católicos porque pareciam emanar do cátodo da descarga elétrica.
Os pesquisadores ingleses achavam que a radiação era de natureza corpuscular. Isso porque Crookes tinha descoberto que a trajetória dos raios se curvava quando em presença de um campo magnético. Além disso, Perrin tinha descoberto que transportavam carga elétrica negativa. Ao contrário, os alemães, especialmente Hertz, sustentavam seu caráter eletromagnético.
Thomson estava decidido a defender a teoria corpuscular partindo para a experimentação. Após sucessivas tentativas, conseguiu medir a razão carga / massa dessas partículas e descobriu que seu valor era aproximadamente mil vezes maior que o observado na eletrólise dos líquidos. Imediatamente procurou medir a carga de eletricidade conduzida por vários íons negativos, e chegou à conclusão de que era a mesma tanto na descarga gasosa quanto na eletrólise. Constatava-se, assim, que as partículas constituintes dos raios catódicos eram muito menores que qualquer átomo conhecido, por pequeno que fosse: eram os elétrons.
(Átomo de Thomson)
Essa descoberta contou com a colaboração de muitos outros cientistas como Wiecher, Perrin, Kaufmann, Townsend e Wilson. Mas foi Thomson o primeiro a intuir que os elétrons são corpúsculos dotados de carga elétrica e de massa e, principalmente, que fazem parte de toda matéria do Universo. Formulou uma teoria sobre a estruturado átomo: Para ele, o átomo era uma esfera maciça com carga positiva. Os elétrons estariam presos à superfície da esfera e contrabalançariam a carga positiva. Esse modelo ficou conhecido como "pudim de massas", e seria mais tarde substituído pelo modelo de Rutherford, discípulo de Thomson.
A primeira vez que anunciou o resultado de suas investigações foi numa conferência na, Royal Institution, a 30 de abril de 1897. Dois anos depois, num congresso realizado em Dover, expôs suas idéias a numerosos colegas, encontrando porém muita hostilidade e pouco crédito. Isso acentuou uma certa tendência para o trabalho independente, embora sempre aconselhasse os alunos a trabalhar em equipe.
Foi, porém, com muito espírito de equipe que dirigiu o laboratório Cavendish, depois da saída de Lord Rayleigh. A eleição foi muito dificultada por outros pretendentes, devido à sua pouca idade. Não tinha completado trinta anos - e os cientistas mais velhos julgavam ter maior merecimento para cargo tão cobiçado.
Apesar de tudo, foi eleito e o laboratório sofreu grandes transformações. A pesquisa deixou de ser um problema pessoal de cada um, tornando-se trabalho coletivo. A colaboração de estudiosos de outras universidades, inclusive estrangeiras, foi incrementada. Rutherford, Townsend, Langevin, Wilson, Barkla, Aston, Bragg e Appleton ali realizaram pesquisas relevantes. Thomson não só acompanhava os estudos de cada um, como favorecia as discussões e trocas de idéias em grupo.
THONSON EM SEU LABORATÓRIO
Não descuidava, entretanto, de comunicar as descobertas, o que fazia sempre em prosa elegante nos vários livros publicados. Em 1903, aparece a Conduction of Electricity through Gases, onde relata investigações que lhe valeram a obtenção do prêmio Nobel em 1906.
Não pararam aí suas contribuições para a história da física. Extremamente importante foi a descoberta de um novo método para a separação de diferentes espécies de átomos e moléculas. Consistia em usar íons positivos cuja deflexão num campo magnético ou elétrico varia com a massa atômica. Esse método levou à descoberta de muitos isótopos, quando empregado por pesquisadores como Aston, Dempster e outros. Teve também como resultado a possibilidade de calcular a difusão das radiações eletromagnéticas que atingem os elétrons dos átomos. É hoje chamada teoria do espalhamento de Thomson.
Quando a Europa foi conturbada pela Primeira Guerra Mundial, Thomson foi obrigado, juntamente com outros cientistas, a dedicar-se às pesquisas militares. Para perturbar ainda mais seu trabalho como investigador puro, teve que deixar a direção do laboratório Cavendish por ter sido eleito presidente da Royal Society e diretor do Trinity College.
Todas essas novas tarefas não eram de seu gosto. O que o interessava mesmo era a pesquisa científica experimental.
Não tinha outros interesses culturais, e ninguém se recorda de citações literárias em seus escritos. Talvez porque não ultrapassasse o nível dos escritores policiais e dos romancistas vitorianos, apesar da livraria do pai e das magníficas bibliotecas de Manchester, que conheceu na infância. Em matéria de música era pior ainda: à música erudita preferia as operetas.
Outro aspecto de sua personalidade não combinava com a estatura do cientista: a exagerada parcimônia e espírito de lucro. Sabia operar na Bolsa muito bem, transformava em fonte de lucro até um "hobby", vendendo a alto preço uma excelente coleção de flores do campo que cultivara. Os colegas reclamavam porque não era nada generoso nas ajudas financeiras ao laboratório, sempre necessárias.
Era, fisicamente muito forte e ativo, jamais caindo doente até os sessenta anos. Corno bom inglês amava as longas caminhadas e as partidas de "rugby". Em tudo revelava um temperamento extrovertido e individualista ao mesmo tempo. Entusiasmado com todos os empreendimentos, afável com todas as pessoas, alegre nas reuniões, tudo isso formava uma pessoa indiscutivelmente simpática.
Foi certamente essa simpatia, aliada ao prestígio como cientista e professor, que cativou uma estudante de física chamada Rose Paget. A ligação entre os dois, no entanto, não foi livre de angústias e frustrações. J.J. não podia casar-se como membro do College, e teve que esperar até 1890, quando a obsoleta proibição foi suspensa.
A partir daí a vida do casal foi extremamente fecunda, tanto que resultou em outro cientista notável, o filho George, colaborador do pai e ganhador do prêmio Nobel de física, em 1937.
Três anos depois, no dia 30 de agosto de 1940, terminava a longa existência daquele que fora um dos iniciadores da era nuclear, para a qual ajudava de maneira decisiva quando, meio século antes, descobriu o elétron.
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