Biografia, contribuições e descobertas de Eugen Goldstein

Eugen Goldstein Ele era um físico alemão nascido em 1850 cuja principal contribuição científica foi a descoberta de raios anódicos, também chamados de canais. Seus trabalhos foram, igualmente, fundamentais para Joseph John Thomson apresentar posteriormente seu modelo atômico, algo que Goldstein nunca fez.

De uma família rica, Goldstein trabalhou no Observatório de Berlim entre 1878 e 1890. No entanto, sua carreira foi quase completamente desenvolvida no Observatório de Potsdam, onde ele se exercitou como chefe da seção de astrofísica. Além disso, ele era professor de física na Universidade de Berlim.

Seus experimentos sobre descargas elétricas no vazio levaram à descoberta dos raios do canal. Goldstein apresentou seu trabalho na Academia de Berlim em 1886 e continuou investigando o mesmo assunto até o início do século XX. Suas conclusões sobre a trajetória desses raios lideraram em 1913 à descoberta dos isótopos.

Os resultados desses experimentos, além de outras descobertas feitos, foram publicados em várias revistas alemãs. Finalmente, seus artigos foram reunidos para publicação em um trabalho chamado Canales Rays, em 1830, no mesmo ano de sua morte.

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Biografia

Eugen Goldstein nasceu em 5 de setembro de 1850 em Gleiwitz (a atual cidade polonesa de Gliwice), uma cidade então localizada na Prússia Prússia Prussia. Sua família se dedicou à viticultura, o que lhes permitiu ter uma posição muito bem.

Depois de estudar no ginásio (instituto) de Ratibor, em 1869 ele entrou na Universidade de Breslau. Goldstein mais tarde se mudou para Berlim, em cuja universidade ele fez o doutorado sob a supervisão do físico alemão Hermann von Helmholtz.

Hermann von Helmholtz

Síntese biográfica

Goldstein publicou seu primeiro trabalho científico em 1876, enquanto o último viu a luz cinquenta anos depois. A maioria deles foi dedicada a questões relacionadas ao que seria o grande interesse de sua vida profissional: choques elétricos, tanto em um ambiente alto e moderado.

O cientista trabalhou no Observatório localizado em Berlim entre 1878 e 1890. Em 1888, ele se tornou professor na Universidade de Berlim.

Com a ajuda da Academia de Ciências, ele conduziu um grande número de experimentos sobre descargas elétricas no vazio que foi concluído com a descoberta dos canais. Seus trabalhos o levaram a receber a medalha Hughes em 1908.

Tubos de raios catóficos, 1890. Fonte: Dadotet, CC0, via Wikimedia Commons

No entanto, a maior parte de sua carreira profissional desenvolvida no Observatório de Potsdam, Alemanha. Lá ele ocupou o cargo de diretor do Departamento de Astrofísica a partir de 1927. Além disso, Goldstein colaborou com o Instituto de Física Técnica.

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Além dessas atividades científicas, Goldstein serviu como jurista em questões relacionadas à imigração judaica, uma comunidade da qual ele fazia parte.

Eugen Goldstein casou -se com uma idade avançada, em 1925. Cinco anos depois, em 26 de dezembro de 1930, ele morreu e foi enterrado no cemitério hebraico de Weißensee, na cidade de Berlim.

Túmulo de Eugen Goldstein. Fonte: Z Thomas, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Trabalho e trabalho

As obras de Goldstein tinham como pano de fundo os estudos realizados por Julius Plücker em meados do século XIX na luz emitida nos tubos de descarga e a influência que os campos magnéticos tiveram no brilho.

Mais tarde, em 1869, Johann Wilhelm Hittorf analisou os tubos de descarga dos raios de energia que se estendem do cátodo, o eletrodo negativo.

Johann Wilhelm Hittorf

Goldsteín já havia conduzido seus próprios estudos sobre os tubos de alta na década de 1870. Naquela época, ele batizou emissões de luz investigadas por outros cientistas, como Kathodenstrahlen, ou raios catódicos.

Em 1886, o pesquisador descobriu que os tubos de descarga de cátodo perfurados também emitiam luz no final do cátodo. Sua conclusão foi que, além dos raios cátodo bem conhecidos, havia outros que se moviam na direção oposta, do cátodo com carga negativa para o ânodo de carga positiva.

Os raios descobertos por Goldstein passaram pelos canais do cátodo, então eles foram chamados Kanalstrahlen, ou raios de canal.

Em seu tempo, a descoberta de Goldstein foi muito apreciada e se tornou uma das bases da física contemporânea.

Eugen Goldstein Atomic Model

Embora haja alguma confusão sobre esse assunto, na realidade Goldstein nunca propôs um modelo atômico. Suas descobertas, no entanto, foram fundamentais para Thomson desenvolver seu próprio.

Algo semelhante ocorre com a descoberta do próton. Goldstein observou essa partícula nos tubos de vácuo durante os experimentos nos raios do cátodo, mas a comunidade científica atribui a descoberta a Ernest Rutherford.

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Antecedentes de seus experimentos

Os primeiros experimentos de Goldstein com tubos de Crookes foram feitos na década de 1870. Para fazer isso, o cientista modificou a estrutura que William Crookes havia desenvolvido décadas atrás.

O tubo de Crookes consiste em um tubo vazio feito com vidro. Por dentro, os gases circulam, cuja pressão pode ser regulada moderando a evacuação do ar dentro dele.

Tubo de Crookes. Fonte: Wikimedia Commons

Esta estrutura contém duas peças de metal, que atuam como eletrodos. Cada uma das peças está localizada em uma extremidade do tubo, ambas conectadas a fontes de tensão externas.

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Quando o tubo é eletrificado, o ar interno é ionizado e se torna um condutor de eletricidade. Isso faz com que os gases se tornem fluorescentes ao fechar o circuito entre as duas extremidades.

Crookes disse que esse fenômeno era devido ao fluxo de elétrons, que naquela época chamavam os raios catódicos. Graças ao seu experimento, a existência de partículas elementares com carga negativa em átomos pode ser demonstrada.

Experimente com tubos modificados

Para poder realizar seus próprios experimentos, Goldstein mudou a estrutura que Crookes havia dado aos seus tubos. Assim, ele acrescentou várias perfurações a um dos cátodos de metal.

Outra das mudanças já fez isso durante o experimento, quando a tensão entre o tubo aumentou em vários milhares de volts.

O resultado foi um novo brilho dentro do tubo, que começou no final onde o cátodo metálico perfurado era. No entanto, o destaque foi que os novos raios se moveram na direção oposta ao cátodo.

Goldsteín concluiu que, além dos raios do cátodo, que foram do cátodo com uma carga negativa para uma carga positiva, havia outro tipo que viajou na direção oposta. O cientista os chamou de raios de canal.

O comportamento desses raios não apenas diferiu do cátodo em sua trajetória. Além disso, as partículas também apresentaram um comportamento oposto em relação ao seu campo magnético e seu campo elétrico.

Goldstein deduziu que a carga elétrica dos raios de canal deve ser o contrário da dos raios cátodo, ou seja, positivo.

Modificação de tubos de cátodo

Os experimentos de Eugen Goldstein também foram fundamentais para aprender mais sobre noções técnicas sobre raios de cátodo.

Graças a seus experimentos com os tubos vazios, o cientista descobriu que os raios do cátodo poderiam projetar sombras agudas em uma direção perpendicular à área coberta pelo cátodo.

Essa descoberta foi muito útil para modificar o design dos tubos de cátodo que foram usados ​​até aquele momento. Assim, cátodos côncavos podem ser colocados em seus cantos, de modo que os raios focados aparecem. Esta técnica mais tarde teve uma grande variedade de aplicações.

Por outro lado, os raios do canal, também chamados de raios anódicos ou raios positivos, dependem diretamente das características físicas e químicas do gás que é introduzido dentro do tubo.

Entre outros aspectos, a relação entre a massa das partículas e a carga elétrica é diferente, dependendo da natureza do gás usado.

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Esse fator de diferenciação permitiu esclarecer o fato de que as partículas deixaram o interior do gás, em vez de fazê -lo do ânodo de tubo eletrificado.

Primeiros passos na descoberta do próton

Embora, às vezes, sua descoberta seja atribuída a ele, Goldstein só foi responsável por colocar a base que levou a confirmar a existência de partículas fundamentais com carga positiva.

Fonte: SlidePlayer

Em seus experimentos com os tubos de raios catódicos modificados, o cientista observou raios que atravessaram o cátodo na direção oposta dos raios do cátodo.

Depois de estudar os raios do canal, um nome que recebeu esse novo tipo de raio, Goldstein determinou que eles foram formados por partículas de carga positiva e que sua massa era diferente de acordo com o gás usado.

No entanto, a descoberta do próton foi feita décadas depois, quando o químico e físico britânico Ernest Rutherford conduziu experimentos semelhantes com nitrogênio.

Fundamentos da física moderna

Além dos resultados concretos de seus experimentos, Goldstein contribuiu com eles a base da física moderna. Dessa forma, a descoberta dos raios do canal permitiu confirmar a idéia de que os átomos se moveram com um padrão específico e em alta velocidade.

Ambas as idéias foram fundamentais para o desenvolvimento da física atômica atual, o campo da física que analisa as propriedades e o comportamento dos átomos em todos os seus aspectos.

Entre outros aspectos, o trabalho de Goldstein foi fundamental para o estudo dos isótopos, além de sua contribuição para outras aplicações científicas que, ainda hoje, são totalmente válidas.

Trabalhos publicados

Por várias décadas, os estudos de Goldstein foram publicados em várias revistas. Entre os mais importantes estão Ueber Die Reflection Elektrischer Strahlen (1882); Ueber Elektrische Leitung Im Vakuum (1885); Ueber Die Durch Kathodenstrahlen Hercgerufenen Färbungen Einiger Salze (1897); e Ueber Eine Noch Nicht Unnatosuchte Strahlungsform um Der Kathode Induzierter Enladungen (1898).

No mesmo ano de sua morte, 1930, todos os seus escritos foram reunidos para serem publicados em um único volume. O trabalho recebeu o título de Raios de canales.

Referências

1. Canto educacional. Eugen Goldstein, sua descoberta dos raios do canal que levou à descoberta dos isótopos. Obtido da esquina.org
2. Para educação. Eugen Goldstein - Biografia e Modelo Atômico. Obtido de porlaeducacion.mx
3. Os editores da Enyclopaedia Britannica. Eugen Goldstein. Obtido da Britannica.com
4. Dicionário completo da biografia científica. Goldstein, Eugen. Obtido da enciclopédia.com
5. Sutori. História do Projeto Atom. Obtido de Sutori.com
6. Brainkart. Raios e propriedades de raios positivos (ou) raios de canal. Obtido de Brainkart.com