junta de científicos

Junta de científicos

Contribución de Wilhelm Conrad Roentgen en el modelo atómico de Rutherford.

Wilhelm Conrad, fue un físico que se le atribuye el descubrimiento de los rayos X, por lo cual recibió el premio Nobel por la física en 1901.

Los rayos X son donde electromagnéticamente la longitud de ondas está unas tres veces  aquel de la radiación visible. Ello es producido por la fuerte desaceleración de los electrones en las colisiones con los núcleos atómicos y de las transiciones de los electrones en las órbitas más profundas  dentro de los átomos. Ellos fueron descubiertos por W. C. Roentgen, en 1895 bombardeando un blanco metálico con un haz de electrones, rayos catódicos, emitidos por el cátodo de un tubo de descarga que contiene gas enrarecido. A causas de su pequeñísima longitud de ondas ellos interaccionan débilmente con la materia. Después Max Von Laue, observó que un haz de rayos X exhibición efectos de interferencia pasando por un cristal, resultó claro que ello sólo difieren de la luz por cuanto concierne la longitud de onda. La disposición regular de los átomos en el retículo cristalino aparenta un retículo de difracción.

En 1897 la existencia de la unidad discreta de cargo fue establecida por J.J. Thomson. Usando campos eléctricos y magnéticos cruzados en los tubos de descarga, él demostró que los rayos catódicos  fueron formados por partículas cargadas en movimiento a velocidad muy menor de aquel de la luz y midió la relación entre su masa y su cargo. J.J Thomson admitió que el valor del cargo de la partícula fuera idéntico a aquél que G. Johnstone Stoney, encontró en 1891 ser llevado por los iones de los elementos monovalentes    en la electrólisis. En tal modo logró también valorar la masa de la partícula al que, usando el nombre ya introducido por Stoney, fue dado el nombre de electrón. Ernest Rutherford, fue establecido que la presencia del electrón fue necesaria para explicar muchos fenómenos físicos como la emisión termiónica, el efecto fotoeléctrico y la radiactividad.

En 1911 Rutherford se sirvió de los rayos alfa para estudiar los átomos y concibió el modelo de átomos  que lleva su nombre: un “núcleo” que contiene la mayor parte de la masa del átomo, carga de electricidad positiva y habiente un rayo mucho más pequeño de aquel atómico;  alrededor del núcleo un cierto número de electrones sobre órbitas circulares. Con base en su modelo atómico, la radiactividad fue atribuida a las transformaciones que ocurren en los núcleos de los átomos. Dos años después Niels Bohr presentó su teoría sobre la estructura del átomo. Ella completo el modelo de Rutherford y, explicó la disposición electrónica con base en los procesos de emisión y absorción de fotones de parte de los átomos de hidrógeno.

 Experimento de Rutherford:

Las partículas alfa tienen carga eléctrica positiva, y serían atraídas por las cargas negativas y repelidas por las cargas positivas. Sin embargo, como en el modelo atómico de Thomson las cargas positivas y negativas estaban distribuidas uniformemente, la esfera debía ser eléctricamente neutra, y las partículas alfa pasarían a través de la lámina sin desviarse.

Sin embargo, los resultados fueron sorprendentes, tal y como esperaban, la mayor parte de las partículas  atravesó la lámina sin desviarse. Pero algunas sufrieron desviaciones grandes y , lo más importante, un pequeño número de partículas rebotó hacia atrás.

Modelo atómico de Rutherford.

Según Rutherford, el átomo es un sistema dinámico, con un núcleo de carga positiva y los electrones girando alrededor siguiendo trayectorias circulares y concéntricas a una gran velocidad, de tal modo que se neutralice la fuerza de atracción eléctrica que ejerce el núcleo; por lo tanto los electrones estarían girando alrededor en estado de equilibrio.

Error en el modelo atómico de Rutherford.

Según la física clásica (electrodinámicamente), una partícula electrizada o cargada eléctricamente que se mueve con  velocidad variable (con aceleración) emite o pierde energía constante mente en formas de ondas electromagnéticas. Por lo tanto el electrón que es una partícula con carga negativa y viaja con aceleración angular debido a que describe trayectoria circular, debe constante mente perder energía y acercarse poco a poco al núcleo siguiendo una trayectoria en espiral y final mente caer al núcleo, lo cual nunca ocurre.

Por lo tanto la física clásica no servía para explicar fenómenos atómicos y era necesaria una nueva física en base a nuevos principios y leyes para las partículas  su microscópicas como átomos, moléculas y partículas subatómicas, que hoy en día se llama mecánica cuántica (relativística y no relativística).