24 octubre 2010

Historia del átomo




Nota: las fechas son muy orientativas, no son exactas. Algunas coinciden con el año en que se formularon las diferentes teorías y otras con los años de nacimiento de los científicos. Me he visto obligada a hacerlo de esta manera, para que el eje quedara más ordenado.
Además, el programa (Dipity) no da la posibilidad de realizar eventos en años anteriores a 0 (a.C.).

12 octubre 2010

Actividad 1: Milikan, la unidad de carga eléctrica

1. Hipótesis de Symmer de los fluidos vítreo y resinoso:

Todos los cuerpos contienen un fluido que se llama fluido natural. El fluido natural no tiene por si mismo ninguna propiedad eléctrica y es únicamente el resultado de una combinación neutra de otros dos fluidos en los cuales reside esta propiedad. Según la teoría de Symmer, estos dos fluidos tiene gran tendencia a reunirse o neutralizarse mutuamente. Se conocen como vítreo (positivo) y resinoso (negativo). El vítreo es producido por el rozamiento del vidrio y el otro por el frotamiento de la resina o ámbar.







2.Funcionamiento de un tubo de descargas:

El tubo de descargas sirve para observar los fenómenos presentes en la descarga eléctrica de gases dependiendo de la presión y del tipo de gas.
Cuando la presión baja más las descargas llenan el tubo entero adquiriendo una luminosidad que depende del gas que contiene.
Por ejemplo: Con el aire se pone violeta, con el neón se pone rojo-anaranjado y con el argón azul.
Cuando la presión es aun más baja aparecen franjas oscuras entre el cátodo y el ánodo, en torno a las cuales surgen luminosidades azuladas. Por último y cuando no hay casi presión el tubo se vuelve totalmente oscuro.
Los rayos catódicos se desvían hacia el polo positivo, el catión, también pueden desviarse cuando se someten a la acción de un campo eléctrico o de uno magnético. Estos rayos están constituidos por partículas idénticas y cargadas negativamente. A estas partículas se les llamó electrones (identificados por Thomson).

3. El modelo de Thomson

El modelo de Thomson fue el primer modelo realmente atómico, pero era muy limitado y fue pronto sustituido por otros. Se idéo mucho antes del descubrimiento del protón y el neutrón, pero cuando ya se había descubierto el electrón.
Según el modelo de Thomson el átomo consistía en una esfera uniforme de materia cargada positivamente en la que se hallaban incrustados los electrones (carga negativa). Este modelo explicaba el hecho de que la materia fuese eléctricamente neutra ya aquí la carga positiva era neutralizada por la negativa.
Un átomo así sería inestable y toda la materia hubiese desaparecido poco después de haberse creado.




4. Experimento de Michelson:


Hasta el día de hoy ha sido uno de los más importantes de la física y está considerado como la primera prueba contra la teoría del Éter, además, el resultado de este experimento sirvió para desarollar la teoría de la relatividad (Einstein).
Michelson (y Morley) construyeron lo que se conoce como el interferómetro, ésto se compone de un semiespejo, que divide la luz de un solo color en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro.

Con esto lograron enviar simultáneamente dos rayos de luz (de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, recorriendo distancias iguales, recogiéndolos finalmente en un punto común.
El éter es una sustancia muy ligera que se creía ocupadora de todos los espacios vacios en forma de fluido.




Se pensaba que el éter era la sustancia por la que se propagaba la luz, ya que no se creía que se pudiese propagar por el vacío, pero el experimento de Michelson demostró que esta teoría no era cierta.
El éter como medio de propagación de la luz no es una hipótesis viable, porque si tenemos en cuenta que la luz se propaga por el vacío no puede existir ninguna otra sustancia que ayude a la propagación de ésta.



5.Modelo de Bohr:



El modelo de Bohr intentaba explicar como los electrones podían tener órbitas alrededor del núcleo. Intentaba realizar un modelo atómico que fuera capaz de explicar la estabilidad de la materia.
Los rayos X ionizan el aceite porque al aportar a los electrones una carga energética adicional que hace que pasen a órbitas superiores, esto hace que compensen el equilibrio que tiene que existir entre la órbita que ha sido ocupada por el electrón y la carga adicional que le han dado los rayos X.


6.Experimento de Millikan:

Este experimento fue realizado para medir la carga del electrón, implicaba equilibrar las fuerzas gravitatoria (hacia abajo) y la de flotabilidad (hacia arriba) y las fuerzas eléctricas contenidas en las gotas de aceite. Millikan decidió experimentar con aceite aplicándole cargas negativas y positivas porque en un principio quiso hacerlo con vapor de agua, pero éste se evaporaba a diferencia del aceite.
Usando un campo eléctrico pudieron determinar la carga de los electrones en las gotas de aceite y repitiendo el experimento para muchas gotas, confirmaron que las cargas de las gotas de aceite eran todas múltiplos de un valor fundamental.

7.Efecto fotoeléctrico:





El proceso por el cual se liberan electrones de un material por la acción de la radiación, se denomina efecto fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica.
Este es la base de la producción de energía eléctrica por radiación solar y del aprovechamiento energético de la energía solar. Por eso es utilizado para la fabricación de células para detectores de humo en las calderas de las grandes centrales termoeléctricas. También es el principio de funcionamiento de los sensores utilizados en las cámaras digitales o en diodos fotosensibles tales como los que se utilizan en las células fotovoltaicas y en electroscopios o electrómetros.

El efecto fotoeléctrico también se manifiesta en cuerpos expuestos a la luz solar de forma prolongada. Por ejemplo, las partículas de polvo de la superficie lunar adquieren carga positiva debido al impacto de fotones. Las partículas cargadas se repelen mutuamente elevándose de la superficie y formando una tenue atmósfera. Por eso la luna tiene brillo.


Animación del efecto fotoeléctrico


8.
En aquella época prácticamente todos los graduados en ciencias en EE.UU, se marchaban un año o dos a Europa para especializarse. Ésto se debe a que en ese momento Europa, y concretamente Alemania, era la “capital de la física”, por decirlo de alguna manera. Allí era donde se formaban y desarrollaban sus teorías la mayoría de los físicos. Viajando y conociendo a otros científicos, los graduados podían contrastar sus teorías y escuchar diferentes opiniones y puntos de vista.

9. En nuestra opinión creemos que puede ser muy interesante leer este tipo de libros, para realizar trabajos como este, o simplemente por curiosidad e interés. Siempre es bueno tener todo tipo de conocimientos, por cultura. Hay libros científicos de todo tipo, explicados de muy diferentes maneras, en la época en la que vivimos esos conocimientos son accesibles para todo el mundo y deberíamos de sentirnos afortunados por ello.



10. Hemos representado dos modelos atómicos, el de Thomson y el de Bohr.

Modelo atómico de Thomson:
Hemos utilizado una magdalena que representa la materia cargada positivamente y hemos incrustado cereales, que representan los electrones con carga negativa.


Modelo atómico de Bohr:
Hemos utilizado plastilina y tiza, y hemos pintado las órbitas en una pizarra para después pegar el núcleo y los electrones.