Tema 11 Hacia El Conocimiento De La Estructura Atomica

TEMA 11. HACIA EL CONOCIMIENTO DE LA ESTRUCTURA ATÓMICA

* Rayos catódicos y electrones. La radiactividad y las radiaciones alfa, beta y gamma.

Demócrito y Leucipo, antiguos filósofos griegos, fueron los primeros que introdujeron el concepto de átomo (a = sin; tomo = división). Pensaban que la materia estaba formada por partículas indivisibles. Dalton utilizó esta idea, mucho más tarde,para publicar su teoría corpuscular basándose en que los átomos eran indivisibles.
Durante el siglo XIX esta teoría seguía en auge, además, se pensaba que el átomo no tenía forma. Finalmente, esta teoría se vino abajo mediante estudios de corriente eléctrica.
Faraday intentó dirigir la electricidad a través del vacío pero fracasó debido a la falta de un vacío suficientemente perfecto. Pero en1855, Heinrich Geissler (1814-1879) soplador de vidrio alemán, preparó recipientes de vidrio haciendo vacío en ellos, obteniendo un vacío más alto que los que habían logrado hasta la época; estos recipientes de vidrio fueron utilizados por un físico alemán amigo suyo, Julius Plücker (1801-1868), en sus experimentos eléctricos. Plücker introdujo dos electrodos en los tubos, estableció un potencialentre ellos y consiguió pasar corriente, pero ésta producía efectos luminiscentes de acuerdo con el grado de vacío, además, si el vacío era grande el vidrio del tubo despedía una luz verde alrededor del ánodo. William Crookes (1832-1919) físico inglés, demostró en 1875 que la corriente eléctrica se originaba en el cátodo y pasaba al ánodo, donde chocaba con el vidrio que estaba junto a élproduciendo luminiscencia. Esto lo consiguió mediante el llamado “tubo de Crookes”.
En aquella época no sabían en qué consistía la corriente eléctrica ni qué era lo que pasaba exactamente del cátodo al ánodo, aunque sabían que lo hacía en línea recta. Así, en 1876, Eugen Goldstein (1850-1930) físico alemán, llamó al flujo rayos catódicos. Suponían que los rayos catódicos podían ser una forma de luz formadapor ondas (que viajaban en línea recta y no les afectaba la gravedad) o bien partículas veloces (que no eran afectadas por la gravedad o lo eran de forma prácticamente inapreciable debido a su movimiento veloz). Este asunto creó una gran polémica ya que los físicos alemanes seguían la teoría ondulatoria y los ingleses la corpuscular.
En 1897, Joseph John Thomson (1856-1940) físico inglés,demostró la desviación de la dirección de los rayos catódicos en un campo eléctrico.
A partir de entonces hubo que aceptar que los rayos catódicos eran partículas cargadas negativamente. Thomson también descubrió la relación masa/carga, ya que la desviación de las partículas de los rayos catódicos dependían de su masa y del tamaño de su carga eléctrica. En 1911, Robert Andrews Millikan (1868-1953)físico americano, estableció con bastante exactitud la mínima carga eléctrica que podía transportar una partícula. Si esta carga era transportada por una partícula de rayos catódicos, su masa sería 1/1837 de la del Hidrógeno. Se trataba de la primera partícula subatómica descubierta. En 1891, George Johnstone Stoney (1826-1911) propuso la palabra “electrón” para la unidad fundamental de electricidad.Así, apareció en forma de partícula de rayos catódicos el “átomo de electricidad”. Estas partículas acabaron llamándose electrones y se le atribuye su descubrimiento a Thomson.
En 1886, Goldstein realizó experimentos con un cátodo perforado en un tubo en el que había hecho vacío. Cuando había rayos catódicos que viajaban hacia el ánodo, había otros que salían a través de los agujeros del cátodoen sentido contrario; parecía que estos nuevos rayos tenían que estar cargados positivamente. Se confirmó al estudiar la forma en la que se desviaban en un campo magnético. En 1907, Thomson los llamó rayos positivos. Ernest Rutherford (1871-1937) aceptó que la unidad de carga positiva era una partícula bastante diferente al electrón, así que en 1914 sugirió que la partícula que tenía la masa...