LA ERA NUCLEAR “RUTHERFORD SU PADRE”

1. LA ERA NUCLEAR “RUTHERFORD SU PADRE” DIANA MARCELA RODRIGUEZ COD 244078 FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA FISICA III

2. Antecedentes:El modelo atómico de Thompson • En 1987 J.J. Thompson después de descubrir la existencia de partículas con carga negativa a las que bautizo electrones, presentó algunas hipótesis, intentando justificar los siguientes hechos: • La materia es eléctricamente neutra, lo que hace pensar que, además de electrones, debe de haber partículas con cargas positivas. • Los electrones pueden extraerse de los átomos, pero no así las cargas positivas. • Propuso entonces un modelo para el átomo en el que la mayoría de la masa aparecía asociada con la carga positiva (dada la poca masa del electrón en comparación con la de los átomos) y suponiendo que había un cierto número de electrones distribuidos uniformemente dentro de esa masa de carga positiva (como una especie de pastel)

3. Experimento de dispersión de partículas α • La propuesta de Thompson era bastante atractiva y daba explicación a las inquietudes de aquella época sin embargo no había sido comprobada experimentalmente. Para ello Rutherford sugirió un experimento que consistía bombardear un fina lamina de oro con partículas alfa, colocando una panel de Sulfuro de Zinc fluorescente detrás para que permitiera detectar las partículas alfa desviadas al atravesar la lamina por los destellos de luz que se producen cuando hacen impacto sobre el panel Partículas Alfa

4. Modelo atómico de Rutherford • Luego de los resultados obtenidos en experimento de dispersión de partículas alfa, Rutherfor en abril de 1911 propuso un modelo atómico en el que trataba de explicar esta experiencia NUCLEO • Rutherford supuso que las cargas positivas que las desviaban las partículas alfa estaban concentradas dentro de los átomos ocupando un espacio muy pequeño en comparación a todo el tamaño atómico; esta parte del átomo con electricidad positiva fue llamado núcleo.

5. Rutherford proponía un modelo en el que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que estaban vacíos en su mayor parte. NUCLEO VACIO ELECTRONES GIRANDO A GRAN VELOCIDAD

6. Aspectos Principales del átomo de Rutherford • El átomo posee un núcleo central en el que se concentra su masa y su carga positiva. • El resto del átomo debe estar prácticamente vacío, con los electrones formando una corona alrededor del núcleo. • La neutralidad del átomo se debe a que la carga positiva total presente en el núcleo, es igualada por el número de electrones de la corona. • Cuando los electrones son obligados a salir, dejan a la estructura con carga positiva (explica los diferentes rayos). • El átomo es estable, debido a que los electrones mantienen un giro alrededor del núcleo, que genera una fuerza centrifuga que es igualada por la fuerza eléctrica de atracción ejercida por el núcleo, y que permite que se mantenga en su orbita

7. Inconvenientes del modelo átomico de Rutherford el átomo de Rutherford presentaba dos problemas: • Contradecía las leyes electromagnéticas de maxwell, según las cuales, una partícula cargada, cuando posee aceleración, emite energía electromagnética. • Según el enunciado anterior los espectros atómicos debería ser continuos, ocurriendo que éstos son discontinuos, formados por líneas de una frecuencia determinada

8. Por estos inconvenientes el Modelo de Rutherfod fue sustituido años más tarde por la propuesta de su discípulo Borh la cual ofrecía un modelo mucho más completo basado en las ideas cuánticas de Planck el cual solucionaba los inconvenientes presentados en el de Rutherford. Pese a esto el aporte de Rutherford se considera uno de los mayores avances en el estudio de la teoría atómica con su introducción del concepto de núcleo por tal motivo a Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear.

9. Teoría de dispersión de partícula α A pesar que el modelo atómico de Rutherford no era del todo correcto, la teoría para la dispersión de partículas α basada en este modelo sigue siendo valida hoy en día. Rutherford desarrollo esta teoría para demostrar la bondad de su modelo y para ello hizo las siguientes suposiciones: • Tanto el núcleo como la partícula α son tan pequeñas que se pueden considerar como cuerpos puntuales. • En el proceso de la dispersión de las partículas α por el núcleo solo interviene la fuerza electrostática de repulsión . • El núcleo es tan pesado comparado con la partícula α que se puede considerar en reposo durante la interacción

10. Trayectoria de una partícula α que acerca al núcleo α La trayectoria seguida por la partícula α, a medida que se acerca al núcleo será una hipérbola en cuyo foco se encuentra el átomo. α θ La relación entre el ángulo de dispersión y el para metro de impacto es: