matematicas y fisica

Modelo de átomo planetario

E. Rutherford realiza en 1911 un experimento crucial con el que trataba de comprobar la validez del modelo atómico de Thompson.
Experimento con partículas alfa (a), procedentes de un material radiactivo, se aceleran y se hacen incidir sobre una lámina de oro muy delgada, visualizándose la dirección en la que emergen tras atravesar los átomos de la lámina. Conesto determino que en la materia había espacios de vacio.
También propuso la existencia de un núcleo el cual era mas pequeño en relación con el volumen total del átomo, en el que se concentra la práctica totalidad de la masa del átomo, y cuya carga positiva compensará la negativa de los electrones corticales que girar alrededor del núcleo de forma análoga a como los planetas orbitan alrededordel Sol (modelo planetario).





En 1918 el propio Rutherford consideró que los núcleos de hidrógeno (que habían sido identificados en reacciones nucleares) deberían de ser una partícula fundamental que se encontraría alojada en los núcleos de los átomos, proponiendo el nombre de
Protón para dicha partícula. El neutrón fue propuesto también por Rutherford en 1920, siendo identificado por J.Chadwick en 1932 como producto de la reacción nuclear producida al bombardear núcleos de berilio con partículas alfa.

El modelo de átomo planetario propuesto por Rutherford mostró pronto algunos inconvenientes teóricos que lo hacían inviable:
Contradecía la teoría electromagnética de Maxwell. Según esta teoría una carga eléctrica acelerada debería de emitir ondas electromagnéticas. Un electrónal girar en círculos alrededor del núcleo debería emitir, por tanto, ondas electromagnéticas.
Dicha emisión provocaría una pérdida de energía que haría que el electrón describiera órbitas de radio decreciente hasta caer sobre el núcleo. El modelo atómico de Rutherford era, por tanto, inviable desde el punto de vista de la física clásica.
No daba una explicación satisfactoria a los espectrosatómicos. Si encerramos en un tubo hidrógeno o helio y sometemos el gas a voltajes elevados, el gas emite luz. Si hacemos pasar esa luz a través de un prisma, los colores que la constituyen se separan dándonos el espectro de la luz analizada.

Pronto se concluyó que la emisión de luz podría deberse a que los electrones absorbían energía de la corriente eléctrica y saltaban a órbitas superiores para,a continuación, volver a caer a las órbitas más próximas al núcleo emitiendo el exceso de energía en forma de energía luminosa.
Esta interpretación conducía, sin embargo, a afirmar que los espectros deberían de ser continuos, ya que al existir órbitas de cualquier radio (y energía) todos los saltos son posibles. La experiencia, por el contrario, mostraba que los espectros de los átomos sondiscontinuos. Constan de rayas de diversos colores sobre un fondo negro.

J. C. Maxwell, apoyándose en trabajos anteriores de Oersted, Faraday y Ampere, que relacionaban electricidad y magnetismo, dio forma matemática a la teoría electromagnética durante la década de 1860. Dicha teoría predecía la existencia de ondas electromagnéticas. El hecho de que las ondas electromagnéticas se propagaran conidéntica velocidad que la luz llevó a la consideración de que la luz misma no es más que una onda electromagnética. La teoría de Maxwell unificaba así
óptica y electromagnetismo. Existen una gran variedad de ondas electromagnéticas que van desde los rayos gamma, muy energéticos y fuertemente ionizantes (son capaces de arrancar electrones de los átomos produciendo iones), hasta las ondas de radio enel extremo opuesto del espectro. Hertz confirmó en 1888 la predicción de Maxwell al generar y recibir ondas electromagnéticas en el laboratorio.

Con el fin de resolver los problemas acumulados sobre el modelo de átomo planetario, y para explicar el espectro del átomo de hidrógeno, Niels Bohr propone en 1913 un nuevo modelo atómico sustentado en tres postulados:

1. Cualquiera que sea la...