Warning: sizeof(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /home/Grupos/quantumnano/public_html/wp-content/plugins/papercite/papercite.php on line 205

Como formar um feixe molecular?

Frequentemente, as moléculas usadas em experimentos estão em estado sólido como pó. Nêutrons, prótons e elétrons formam átomos e estes combinam-se formando moléculas de diferentes tamanhos. Para estudar a natureza ondulatória, é necessário um feixe de objetos únicos. Eles necessitam ser eletricamente neutros para não ocorrer deflexão por campos elétricos não controlados.

 

Para formar esse feixe é necessário esquentar as moléculas em um forno especial (Célula de Knudsen) dentro de uma câmara de vácuo. Nele ocorre a sublimação ou a evaporação para a fase gasosa, que sai por um pequeno orifício e passa pelo experimento. O forno consiste de um recipiente cerâmico que é aquecido por um fio enrolado a ele. Ao passar uma corrente elétrica, o fio esquenta-se, aquecendo também o recipiente.

Se desejar aquecer o forno de forma rápida e eficiente, é imprescindível diminuir a perda de calor.

A baixa pressão dentro da câmara de vácuo impede qualquer perda de calor por convecção. Devido à estreita suspensão do forno, a perda de calor causada por condução para a câmara de vácuo é minimizada. A maior perda é causada pela radiação térmica. Para minimizar essa perda, o forno é coberto por uma folha de tântalo que reflete uma grande parte da radiação térmica.

Para conseguir um feixe molecular suficientemente intenso, é necessário que a pressão de vapor dentro do forno seja alta o suficiente. Para tanto, a temperatura varia de acordo com o tipo de molécula. Os fulerenos C60 são aquecidos entre 600 e 700 ºC, já os carotenos necessitam somente de temperaturas entre 200 e 240 ºC.

O vapor de pressão, assim como as velocidades das partículas, aumenta com a temperatura. As velocidades podem ser descritas com bastante precisão através da distribuição de Maxwell-Boltzmann.

Agora, analise como a temperatura e a massa influenciam a velocidade das moléculas

Você também pode estudar isso na simulação abaixo. Nela, você pode mudar a temperatura e observar como ela influencia a velocidade das moléculas

As moléculas são emitidas através do bocal do forno em diferentes direções e velocidades. Você pode achar mais detalhes das implicações resultantes nos capítulos de coerência e seleção de velocidades.