Raios-x

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TÉCNICO ADMINISTRATIVO

Unidade de Competência STC_7 Sociedade, Tecnologia e Ciência - Fundamentos

Texto de Apoio N.º2

SORTE E TRABALHO METÓDICO I: A DESCOBERTA DOS RAIOS-X No último quartel do século XIX desenvolveu-se a ideia de que nada realmente fundamental restava a descobrir em Física. Essa crença de que se atingira uma compreensão plena e definitiva da máquina universal estava patente na afirmação de Lord Kelvin de que apenas duas pequenas nuvens, o éter e a radiação de corpo negro, ensombravam ainda a Física. Aproximavase o final do século e, em 1895, o químico e industrial sueco Alfred Nobel institui, no seu testamento, os prémios com o seu nome, como que a adivinhar que, imediatamente, a seguir, teria início uma nova Ciência que viria reivindicar os seus prémios.

Na noite de sexta-feira de 8 de Novembro de 1895, Wilhelm Conrad Roentgen descobre uma misteriosa radicação, e que, por sê-lo, ele baptizou de raios-X, vindo, por isso, a receber o primeiro Prémio Nobel de Física em 1901. Eventualmente, percebeu-se que os raios-X são parte constituinte do espectro electromagnético na sua região de pequenos comprimentos de onda ou de frequências elevadas, sendo, pois, ondas constituídas por campos eléctricos e magnéticos oscilando em uníssono, como a própria luz, ou as ondas de televisão e de rádio (no outro extremo do espectro, com comprimentos de onda muito longos).

A descoberta que imortalizou Roentgen decorreu de uma serie de experiências essencialmente (mas não totalmente) idênticas às que se efectuavam em diversos laboratórios europeus, alguns dos quais bastante mais expressivos que o seu, como o do seu compatriota Philipp Lenard em Berlim, ou o de J.J. Thomson em Cambridge.

Roentgen, então com 50 anos, era professor de Física e director do Instituto de Física de Wurzburg, uma cidade do norte da Baviera. Tendo já publicado 48 artigos, a sua reputação era suficientemente sólida para ter sido convidado para assumir uma posição de grande poder e prestigio e que se encontrava vaga desde a morte de Helmholtz; convite esse que ele declinou, preferindo manter a sua pacata vida provinciana.

Roentgen havia-se interessado pelos resultados experimentais com raios catódicos (os quais só em 1897 foram identificados como feixes de electrões por J.J. Thomson) efectuados em Berlim por Hertz e pelo seu estudante Lenard. De facto, o trabalho de Roentgen seguia muito de perto o de Lenard, tendo repetido os estudos deste último sobre os raios catódicos produzidos em um tubo de vácuo (semelhante aos que se encontram nos televisores), cujo vidro era revestido por algum tipo de material. Assim, tal como Lenard, Roentgen usou materiais fosforescentes para poder acompanhar visualmente os raios catódicos. Porque, então, foi Roentgen na província e não Lenard no centro mundial da Física da época quem descobriu a tal nova e misteriosa radiação?

Apesar de, em 1895, não se saber, ainda, a constituição dos raios catódicos, já se sabia que eles eram pouco penetrantes, isto é, que eles não atravessavam facilmente a matéria (a razão sendo, basicamente, a sua carga, que faz com que eles interajam electricamente com as cargas dos átomos da matéria que atravessam, o que impede a sua propagação). Desse modo, sabia-se que os raios catódicos não conseguiam escapar através das paredes de vidro do tubo de vácuo (chamado tubo de Crookes, na Inglaterra e de tubo de Hittorf, na Alemanha). Lenard havia descoberto que uma folha fina de alumínio que recobria um pequeno orifício no vidro permitia que os raios escapassem, mas que, depois disso, eles só penetravam dois ou três centímetros no ar. Essas observações eram efectuadas usando o brilho produzido por substâncias fosforescentes, o que permitia a detecção do feixe catódico.

Roentgen perguntou-se se não seria possível que uma pequena fracção do feixe não estivesse continuamente escapando através das paredes de vidro, sem, contudo, ser detectada. Como o próprio vidro é facilmente luminescente ao sofrer o impacto dos raios catódicos, o próprio tubo produz um ténue brilho de fundo. Desse modo, se uma pequena porção do feixe escapasse através do vidro, o fraco brilho que ele provocaria numa substancia fosforescente poderia ser

completamente mascarado pelo brilho de fundo do tubo. Por essa razão, os tubos eram revestidos para evitar essa emissão de fundo. Só que Lenard revestia os seus tubos com chumbo e com ferro estanhado, enquanto Roentgen sem que se saiba porque, afastou-se de Lenard nesse ponto e revestiu o seu tubo com papelão preto fino. E aqui, entre os dois tipos de revestimento, situou-se toda a diferença.

Ao ligar a voltagem no seu laboratório às escuras, Roentgen, para sua enorme surpresa, percebereu

uma ténue luminescência

proveniente

de

um

material

fosforescente,

acidentalmente colocado sobre a sua banca de trabalho e a uma distância mais de trinta vezes superior à que os raios catódicos podiam percorrer no ar: A luminescência não poderia ter sido provocada pelos raios catódicos. Este acabara de descobrir uma nova e desconhecida radiação, os raios-X.

Roentgen logo verificou o extraordinário poder de penetração da nova radiação, que podia atravessar um livro com mil páginas, uma grossa trave de madeira, ou os tecidos moles da sua mão, mas não os seus ossos, nem o metal de um anel num dedo da sua mulher. (Daí eles não poderem ultrapassado os revestimentos metálicos de Lenard: alumínio fino, ainda vá, mas chumbo nem pensar.) Mesmo grossas placas de alumínio ou cobre não conseguiam impedir completamente a passagem dos raios-X, embora metais pesados como chumbo, ouro ou platina o conseguissem fazer.

A descoberta de Roentgen, envolvendo algo inteiramente novo e inesperado, deveu-se a uma feliz combinação de talento, competência, profissionalismo e... sorte, embora como observou Pasteur, "o acaso só favorece a mente preparada". E a mente de Roentgen estava perfeitamente bem preparada para fazer a sua descoberta tanto no que respeitava às técnicas experimentais necessárias, como no que respeitava ao seu domínio da física dos raios catódicos. Além disso, ele não se deteve na mera detecção da débil fosforescência que ele tão inesperadamente detectara, como o comprovam as suas experiências subsequentes que o levaram, imediatamente, a reconhecer o potencial médico da nova radiação.

A sensação internacional foi enorme e imediata e só no ano de 1896 mais de cinquenta livros e panfletos e mais de mil artigos ocupavam-se do novo tópico. A 13 de Janeiro Roentgen fez uma

demonstração para o imperador Guilherme III em Berlim. Em Março de 96 e novamente em Março de 97 ele volta a publicar sobre os raios-X, mas, após isso, ele nunca mais retornou a esse assunto, apesar de se ter mantido activo até à sua morte em 1923.