Rutherford, el núcleo atómico

RUTHERFORD:

1. El  hecho de que los investigadores científicos formen a los futuros estudiantes me parece una idea magnifica ya que así los futuros científicos que son instruidos por los investigadores en cuestión, aprenderán todo lo que dicho investigador ha llegado a descubrir y  los errores que ha cometido para que el futuro científico no los vuelva a cometer.
2. Las diferencias entre la física y la química son que la física es una ciencia que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía así como sus interacciones. Sin embargo la química es la ciencia que estudia la composición, la estructura y las propiedades de la materia así como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas.
“He cambiado muchas veces en mi vida pero nunca de manera tan brusca como en ésta metamorfosis de físico a químico”  ésta frase del científico neozelandés Ernest Rutherford se debe a que para él la química estaba un punto por debajo de la física, sin embargo al recibir el premio nobel de química lo único que se permitió comentar fué ésto.
“Toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos” ésta otra frase de Ernest Rutherford en la que él mismo se contradice ya que según él detectar y contar alfas individualmente se parece más al coleccionismo de sellos que a la física, y ésto es lo que continuamente les decía a sus alumnos. Y para colmo ese mismo año le otorgaron el premio Nobel de química.
En el año 1908 le entregan a Ernest Rutherford el premio Nobel de Química por sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radiactivas. Sin embargo su descubrimiento más importante no fué ese. Como solía suceder en la historia de la física del siglo XX el experimento más importante de Ernest Rutherford ocurrió tras ser galardonado con el premio Nobel, el chorro de partículas alfa lanzado contra una finísima lámina de oro, lo que le pemitió llegar á un nuevo modelo atómico.
3. Nikola Tesla nació en Croacia el 10 de julio de 1856 y murió en Nueva York en el año 1943. Fue un inventor, Ingeniero mecánico e ingeniero eléctrico y uno de los promotores más importantes del nacimiento de la electricidad comercial. Se lo conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo, desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX.

Tras su demostración de comunicación inalámbrica por medio de ondas de radio en 1894 fue ampliamente reconocido como uno de los más grandes ingenieros eléctricos de América. Gran parte de su trabajo inicial fue pionero en la ingeniería eléctrica moderna y muchos de sus descubrimientos fueron de suma importancia.

Entre sus inventos más importantes están la radio, las bobinas para el generador eléctrico de corriente alterna, el motor de inducción (eléctrico), las bujías, el alternador, el control remoto... Pocos de estos ingenios son reconocidos como suyos por el público general.

Edison contrató a Tesla con el fin de que mejorara los diseños de sus generadores de corriente continua. Tesla se dedicó a esta tarea durante casi un año mientras que en el proceso proporcionaba a Edison diversas y lucrativas nuevas patentes. Pero cuando Tesla alcanzó sus objetivos Edison se negó a pagarle la recompensa prometida de 50.000 dólares lo que hizo que Tesla dimitiera disgustado y decepcionado por el que hasta entonces había sido su héroe.

En 1909 el italiano Marconi gana el premio Nobel por su aparato de radio que sin embargo utilizaba hasta 17 patentes tecnológicas propiedad de Tesla para transmitir la primera señal de radio que cruzó el Océano Atlático en 1901. No fue hasta 1943, una vez muerto Tesla, cuando la Corte Suprema reconoció la prioridad de Tesla sobre la patente de la radio.



4.
A) La fosforescencia y la fluorescencia son dos tipos de fenómenos naturales denominados luminiscencia. Provienen de dos clases de minerales o incluso de distintos tipos de sustancias orgánicas.
Las sustancias fluorescentes son aquellas que emiten una extraña luz azulada al ser estimulada por radiación externa (ultravioleta, rayos x) la cual es invisible para el ojo humano. En cambio las fosforescentes son aquellas otras que emiten una luz verdosa incluso cuando ya no están siendo estimuladas por ninguna luz externa, es decir aquellas en las que la luz persiste, ya que han absorbido y almacenado energía la cual la expulsan posteriormente.

En este video nos viene muy bien explicado la diferencia entre fluorescencia y luminiscencia: http://www.youtube.com/watch?v=d5ugY9zZIIs

B) Los rayos x son unas radiaciones electromagnéticas invisibles que poseen la cualidad de poder atravesar ciertas sustancias como la piel, tejidos, hojas de aluminio o papel. Fueron descubiertos por el cientifico Röntgen en el año 1895.

C) La radiactividad es la emisión de energia por la desintegración de núcleos de
átomos inestables. La energía emitida son partículas con carga eléctrica u ondas electromagnéticas, que ionizan el medio que atraviesan. Una excepción lo constituye el neutrón, que no posee carga, pero ioniza la materia en forma indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones.

Fue descubierta por Becquerel en el año 1896.
Varias generaciones de la familia de este científico llevaban estudiando las emisiones de luz (fluorescencia) de algunas sustancias cuando se exponían a la luz del sol.
D)  Las aportaciones del matrimonio Curie y las de Rutherford fueron muy importantes para el trabajo de Becquerel.
Hasta que ellos no aclararon que era la radiactividad Becquerel no se percató de la importancia del descubrimiento que había realizado.
Marie Curie continuo con sus estudios y fue la que sugirió el nombre de radiactividad a la emisión espontanea de partículas y radiaciones por parte de compuestos como el radio o el uranio. Murió en Francia por anemia aplásica, probablemente consecuencia de las radiaciones a las que estuvo expuesta en sus trabajos, el 4 de julio de 1934.
Rutherford estudio las radiaciones emitidas y descubrió que había tres tipos: los rayos o partículas α (alfa), β (beta) y γ (gamma).

E)

• Rayos o partículas α (alfa): Son núcleos completamente ionizados de helio.
• Su núcleo está formado por dos protones y dos neutrones, por lo que la carga de este es positiva.
• Los rayos o partículas β (beta): Son electrones emitidos a grandes velocidades.
• Los rayos γ (gamma): Son radiaciones electromagnéticas con mucho poder de penetración.

Si los ordenamos energéticamente los mayores serían los rayos gamma que son capaces de atravesar el cuerpo humano.
Después los rayos beta que atraviesan la piel y por último los alfa que difícilmente pueden atravesar una hoja de papel.

F)  La ley de desintegración atómica consiste en la destrucción de los núcleos de los átomos de una muestra radiactiva con el paso del tiempo. Es muy utilizada como método de datación geológica ya que se puede medir el ritmo de desintegración de un núcleo, lo cual produce que la sustancia se convierta en otra nueva, y con ello determinar cuántos años de vida tiene tal sustancia.

Existe un método de datación utilizando el carbono-14. Este es un isotopo en el que está presente en todos los materiales orgánicos. Su núcleo contiene 6 protones y 8 neutrones y tiene un periodo de desintegración de 5730 años,  por esa razón es muy utilizado en la datación de materiales orgánicos.

G)

Un contador Geiger es un instrumento que permite medir la radiactividad de un objeto o lugar.
Está formado, normalmente, por un tubo con un fino hilo metálico a lo largo de su centro. El espacio entre ellos está aislado y relleno de un gas, y con el hilo a unos 1000 V relativos con el tubo.




5. El modelo atómico de Rutherford se apoyó del de Thompson, el cual mantenía el planteamiento de que los átomos están formados por electrones, pero la explicación de Rutherford decía que todo átomos está formado por un núcleo atómico y la corteza.
Ernest Rutherford calculó que el radio de un átomo era diez mil veces mayor que su propio núcleo, de lo que se podía deducir que hay un gran espacio vacío en su interior.http://www.youtube.com/watch?v=bSEOOMs5VNU&feature=related
El experimento consistió en echar con un haz de partículas alfa una fina lámina de oro y observar como influían las láminas de distintos metales en la trayectoria de las partículas alfa. Estas se obtenían de la desintegración del polonio.

  

El polonio se colocó en una caja de plomo para así obtener un fino haz, y, a continuación, el plomo detiene todas las partículas exceptuando a las que salen de un orificio de la caja.
Para detener la trayectoria de las partículas, se utilizó una pantalla con sulfuro de zinc, la cual produce pequeños destellos cada vez que una partícula choca contra la pantalla.


El experimento mejoraba cuanto más fino fuese el producto que se utilizaba. La mica, al ser tan gruesa, dificultó el experimento. Pero todo mejoró cuando se usó el pan de oro, un producto cuyo grosor es mucho menor que el de la mica. Gracias a que el pan de oro es mucho más fino, las partículas alfa pudieron atravesar a este. Pero aún se podía mejorar más empleando un pan de platino el cual es más fino y por tanto las partículas alfa pueden atravesarle con relativa facilidad.

    "Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara"

La intención de Rutherford era realizar una comparación en la cual se relacionaba dicha frase con la forma en la que la partícula alfa, la cual asemejaba ser muy potente, rebotaba contra la fina lámina de platino.


6. Como hemos dicho anteriormente, el átomo está formado por un núcleo atómico y la corteza. El núcleo, formado por protones, tenía la carga positiva y ocupaba un pequeño lugar en el átomo; y la corteza ocupaba mayor espacio en el átomo y estaba formada por electrones de carga negativa. De todas estas definiciones se podía deducir que el átomo tiene un gran espacio vacío.
Bien, pues en el modelo atómico de Rutherford había un problema, y es que los protones se repelen entre ellos mismos, por lo que no podían estar todos juntos, pero Rutherford halló la solución. Determinó que en el núcleo atómico hay otras partículas cuya carga es neutra y las denominó neutrones.
De este modo, podemos decir que Rutherford es el padre de la interacción nuclear puesto que gracias a su modelo atómico surgieron nuevas preguntas gracias a las cuales se descubrieron dos fuerzas dentro del átomo.

Las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza son las fuerzas principales en 

Las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza son las fuerzas principales en que se rige el universo. Dichas fuerzas son la gravedad, la interacción nuclear débil, el electromagnetismo y la interacción nuclear fuerte.

• La gravedad, descubierta por Newton, consiste en la atracción producida por cada cuerpo y que varía dependiendo de la masa de cada uno de los cuerpos.
• La interacción nuclear débil ocurre dentro de las subunidades del átomo. Su nombre proviene de que tiene un campo de fuerza menor a la de la interacción nuclear fuerte.
• El electromagnetismo es la interacción que ocurre entre partículas con carga eléctrica. Si poseen la misma carga se repelen, y si tienen una carga diferente ambos cuerpos, entonces se juntan.
• La interacción nuclear fuerte es la fuerza que mantiene unidos los protones con los neutrones.