If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website. Show Se você está atrás de um filtro da Web, certifique-se que os domínios *.kastatic.org e *.kasandbox.org estão desbloqueados. Depois do equilíbrio eletroestático os potenciais das duas esferas irão se igualar. Digamos que a esfera maior tem raio R e a menor tem raio r e que depois do equilíbrio a esfera maior tenha carga Q ' e a menor tenha carga q ' . Assim quando os potenciais se igualam V = v k Q ' R = k q ' r → Q ' = q ' R r Como a carga total se conserva, temos que Q ' + q ' = - Q - Q Juntando com a primeira equação q ' R r + q ' = - 2 Q → q ' R + r r = - 2 Q q ' = - Q 2 r R + r Já a carga da esfera maior Q ' = - Q 2 R R + r Comparando as duas expressões, vemos que Q ' > q ' Ou seja, a esfera maior tem mais carga negativa do que a esfera menor. Assim, como as duas esferas tinham a mesma carga antes, houve um fluxo de cargas negativas da esfera menor para a esfera maior até os potenciais das duas se igualarem. E como fica o campo elétrico? Bem, como as duas esferas são condutoras, toda a carga fica localizada na superfície. Desprezando os efeitos de curvatura, bem perto da esfera o campo elétrico seria E = σ ϵ 0 Onde σ é a densidade superficial de carga, ou seja σ = q 4 π r 2 Assim pra esfera maior E m a i o r = Q ' 4 π ϵ 0 R 2 = Q ' 4 π ϵ 0 R 2 = - Q 4 π ϵ 0 R 2 2 R R + r E m a i o r = - 2 Q 4 π ϵ 0 R R + r Enquanto que pra esfera menor E m e n o r = q ' 4 π ϵ 0 r 2 = q ' 4 π ϵ 0 r 2 = - Q 4 π ϵ 0 r 2 2 r R + r E m e n o r = - 2 Q 4 π ϵ 0 r R + r E comparando os dois vemos que E m e n o r ≠ E m a i o r A opção que diz que há um fluxo de cargas negativas da esfera menor para a esfera maior a fim de igualar o potencial elétrico das duas esferas é a opção d. O Tubo de Goldstein é um modelo de tubo de descarga de gás, cujo diferencial é possuir um cátodo (polo negativo) perfurado que o separa em duas câmaras. Essa característica permitiu o estudo dos chamados raios anódicos ou raios canal, similares aos raios catódicos, mas que se movem em sentido oposto. HistóriaA história dos tubos de descarga de gás inicia com as lâmpadas de gás no final do século XVII, a partir da observação de emissão de luz vinda do espaço “vazio” de um barômetro de mercúrio. O espaço não estava vazio, mas preenchido por vapor de mercúrio com baixa pressão. Este efeito foi estudado nos séculos seguintes, mas apenas na segunda metade do século XIX que Heinrich Geissler, considerado o pai dos tubos de descargas de gás em baixa pressão, começou a criar modelos de tubos com gases diversos e estudar os efeitos das descargas elétricas nesses. Um tubo de descarga de gás consiste numa câmara com, pelo menos, dois terminais elétricos: o ânodo, carregado positivamente, e o cátodo, carregado negativamente. Essa ampola armazena algum gás inerte, como um gás nobre, mercúrio ou hidrogênio. Vários formatos e materiais diferentes foram testados, este site contém uma variedade enorme de modelos com fotos. Utilizando os tubos de descarga, foram descobertos os raios catódicos. Esses raios são feixes de luz que se originavam nos cátodos e que podiam ser curvados na presença de campo magnético e defletidos na presença de campo elétrico. Posteriormente se descobriu que esses feixes são, na verdade, elétrons que são arrancados do cátodo e acelerados em direção ao ânodo. No caminho, os elétrons colidem com os gases da câmara, excitando-os, e estes, por sua vez, emitem luz ao relaxar. Foi a partir de experimentos com tubos de raios catódicos que Sir Joseph John Thomson descobriu os elétrons e mediu a razão entre a carga e a massa dessas partículas subatômicas. Um físico alemão chamado Eugen Goldstein trabalhava com tubos de raios catódicos. Ao utilizar um tubo cujo cátodo era perfurado ele observou que, além dos raios catódicos, havia luminosidade passando pelos orifícios do cátodo e criando luminosidade atrás deste. Esses feixes luminosos foram chamados raios canal, ou raios anódicos, e foi observado que eles se deslocavam em sentido contrário aos raios catódicos. Os raios anódicos, diferentemente dos raios catódicos, possuem comportamento frente a campos elétricos e magnéticos que dependem dos gases que preenchem a câmara. Posteriormente foi descoberto que esses feixes eram originados da ionização dos gases da câmara. Quando os íons acelerados em direção ao cátodo passam pelos orifícios, a segunda câmara do tubo é iluminada. Vídeo disponível no Youtube mostrando um Tubo de Goldstein funcionando. É possível ver claramente os raios catódicos (verde) e anódicos (rosa). A partir do estudo dos raios anódicos realizados por Eugen Goldstein e Wilhem Wien foi observado o comportamento do íon de Hidrogênio. Esse era o íon mais suscetível aos campos elétrico e magnético e, posteriormente, foi medida a razão entre a carga e massa desse íon. É fundamental lembrar que o núcleo do Hidrogênio é formado apenas por um próton, ou seja, esses trabalhos foram a primeira observação registrada do próton. A pesquisa no campo dos raios catódicos e anódicos foi essencial para o entendimento do átomo, vislumbrava duas das três partículas subatômicas que formam os átomos. Além disso, esta tecnologia pode ser considerada o precursor do desenvolvimento dos espectrômetros de massa, que são amplamente utilizados até hoje, entre tantas outras tecnologias. Pesquisa: Gabriel Cury Perrone; Físico UFRGS / Setembro 2019 Qual e a natureza dos raios catódicos e dos raios canais?Esses feixes luminosos foram chamados raios canal, ou raios anódicos, e foi observado que eles se deslocavam em sentido contrário aos raios catódicos. Os raios anódicos, diferentemente dos raios catódicos, possuem comportamento frente a campos elétricos e magnéticos que dependem dos gases que preenchem a câmara.
Como e por quê os raios canais mudam o seu caráter quando e trocado o gás dentro do tubo de descarga?A massa dos raios canais varia de acordo com o gás rarefeito. Assim, quando o gás é o hidrogênio, os raios canais são íons positivos de menor carga e massa, permitindo concluir que a massa dos raios canais depende do tipo do gás rarefeito, contido na ampola.
Qual e a carga dos raios catódicos?Raios catódicos podem ser desviados por um campo magnético e também por um campo eléctrico, indicando que são partículas carregadas, carregando uma carga eléctrica negativa.
Qual a composicao do raio Catodico?Raios catódicos são radiações compostas de elétrons que se originam no interior de tubos cheios de gás rarefeito (tubos de Crookes) e submetidos a uma diferença de potencial elétrico entre suas extremidades metálicas, ou pólos.
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