ACTIVIDAD 7: RUTHERFORD, EL NÚCLEO ATÓMICO.
1- Como has podido leer J.J. Thomson fue profesor de Rutherford, que a su vez fue profesor de Hans Geiger. ¿Cómo valoras el hecho de que los investigadores científicos formen a los estudiantes? Investiga qué ocurre en las Facultades de Ciencia españolas.
Yo creo que de esta manera los nuevos científicos obtienen todo el conocimiento de sus profesores y lo amplían, pudiendo descubrir nuevas cosas en el campo de la física y de la química. Como Newton dijo "Si he logrado ver más lejos, ha sido porque he subido a hombros de gigantes". Por esta razón, los estudiantes podrán subirse a hombros de gigantes si investigadores científicos les transmiten sus conocimientos.
2- En palabras de Rutherford, "toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos". En 1908, le otorgaron elpremio Nobel de Química. Su reacción fue realmente muy curiosa: "He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico". ¿Cuáles son las diferencias entre la Fisica y la Química? Da una interpretación a ambas frases del científico, ¿por qué crees que le otorgaron el premio Nobel de Química y no el de Física?
La física estudia la materia y la energía, y todas las leyes que éstas engloban, mientras que la química estudia la composición de la materia y sus transformaciones. Por ejemplo, la evaporación del agua sería un cambio físico, ya que a pesar de que hay un cambio de estado del agua, esta no sufre transformaciones de materia, sigue siendo H2O. Sin embargo, si mezclamos bicarbonato sódico con vinagre se produce una reacción química en la los reactivos no son los mismos que los productos.
"toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos" "He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico": Rutherford se refiere a que todo el universo se rige por la física, e infravalora la química, ya que como a muchos físicos, no les parece comparable la una con la otra. Y por esta razón, le sorprende el hecho de haber conseguido un Nobel de química habiendo sido fisico. Esto también se debió a que con el cambio de siglo surgieron muchas dudas entre la diferenciación de las dos ramas de la ciencia.
Este premio Nobel de química le fue otorgado no solo porque marco un antes y un despues investigaciones sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radiactivas, sino también porque Rutherford era físico, no químico y no se trataba de un experimento aislado, sino que se trataba de un experimento con varias generaciones de investigación previas.
3-Investiga sobre la biografía de Nikola Tesla. ¿Cuáles fueron sus principales aportaciones a la Física? ¿Qué disputas científicas mantuvo con Edison y Marconi? Te recomendamos una película: EL TRUCO FINAL. El argumento de esta película describe muy bien la mezcla de magia y ciencia que se vivía en el final del siglo XIX y
principios del XX.
Nikola Tesla fue un inventor, ingeniero mecánico, ingeniero electricista y físico de origen serbio y el promotor más importante del nacimiento de la electricidad. Se le conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo. Sus principales aportaciones fueron el descubrimiento del campo magnético giratorio, lo cual fue uno de los principales factores en la invención del motor de corriente alterna, y la “bobina de Tesla”
, que fue utilizada para aplicaciones de alta tensión. Tesla, cuando se trasladó a los estados unidos trabajó para y con Thomas Alva Edison, tuvo varias disputas para ver cual de las dos corrientes ( alterna y continua ) era más potente. La discusión con Marconi fue más seria y popular, ya que Marconi intento hacerse con la patente de la radio, pero se la denegaron porque era una copia de la patente de Tesla publicada unos años antes.
4- A lo largo del capítulo se suceden las descripciones sobre el descubrimiento de distintos fenómenos físicos (que puedes y debes añadir en la línea de tiempo) que serán cruciales en el desarrollo de la sociedad del siglo XX y que siguen muy relevantes en la actualidad. Responde brevemente (básate sólo en el libro para este punto, excepto en los enlaces señalados) a la siguiente serie de preguntas (haciendo referencia a los científicos implicados):
4a) ¿Qué diferencia la fluorescencia de la fosforescencia?
La Fluorescencia es un fenómeno físico mediante el cual ciertas sustancias absorben energía, a partir de rayos X por ejemplo, emitiéndola nuevamente en forma de luz. La fluorescencia solo se lleva a cabo mientras que el estímulo se produce. La fosforescencia, en cambio es un proceso más lento. Las sustancias absorben la energía, almacenándola para emitirla posteriormente en forma de luz. (después del estímulo)
4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron?
Son radiaciones electromagnéticas capaces de traspasar ciertas sustancias para ver su interior. En la actualidad los utilizamos para las radiografía en medicina. Tiene muchos más usos. Los Rayos X fueron descubiertos por el Físico Wilhelm Conraden 1895.
4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta?
La Radiactividad es considerada una propiedad de ciertos cuerpos dotados con átomos que, al desintegrarse de forma espontánea, generan radiaciones. Este fenómeno de carácter físico posibilita la impresión de placas fotográficas, la generación de fluorescencias o la ionización de gases, entre otras cuestiones. La Radiactividad fue descubierta ocasionalmente por el científico Antoine Henri Becquerel mientra que estaba experimento con la fluorescencia y la fosferescencia de algunas sutancias.
4d) ¿Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel?
El matrimonio Curie fue el que estudió e investigó sobre la experiencia de Becquerel por lo que fueron ellos y Rutherford, debido a sus experimentos con los tubos catódicos, los que pudieron ayudar a Becquerel llegar a entender mejor el fenómeno con el que estaba tratando.
4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente.
Alfa, beta y gamma son tres tipos de emisiones en las que se descompone la radioactividad.
La alfa tiene baja frecuencia, una longitud de onda muy grande y también tiene poca penetración, menos que las otras 2. La beta tiene más poder de penetración , pero no muy elevado, tiene una longitud de onda más corta y una frecuencia media. Y la Gamma tiene un poder de penetración muy elevado, una alta frecuencia y una longitud de onda muy corta.
4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica? Trabajo opcional: Investiga sobre el carbono-14
La ley de la desintegración radiactiva predice el decrecimiento con el tiempo del número de núcleos de una sustancia radiactiva dada que van quedando sin desintegrar. Debido a esto podemos calcular la antigüedad de algunas sustancias midiendo la cantidad de Carbono-14 que tienen.
4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger?
Un contador Geiger es un instrumento que permite medir la radiactividad de un objeto o lugar. Es un detector de partículas y de radiaciones ionizantes.
5- Explica cómo se llevó a cabo el experimento de Rutherford. Si quieres, puedes hacerlo con un pequeño vídeo, que simule el experimento. ¿Por qué no funcionó con Mica, sí con pan de oro y mejoró mucho con pan de platino? Comenta la frase: "Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara".
El experimento consistía en bombardear una lámina de oro muy fina con partículas alfa. Lo esperable era que todas las partículas pasaran si apenas desviarse, para comprobar esta Rutherford colocó una pantalla fosforescente por todos los ángulos posible de desviación. Rutherford se dió cuenta de que algunas de las partículas salían desviadas con un sentido contrario, por lo que dedujo que la lámina de oro estaba formada por átomos con una parte sólida en la que las partículas se chocaban. EL experimento no funcionó con Mica porque era demasiado gruesa, mejoró con el pan de oro porque era menos grueso y tuvieron unos resultados impresionante con el pan de platino porque era muy fina y las partículas podía pasar con mayor facilidad a través de ella.
6- Describe el modelo de Rutherford y sus limitaciones. ¿Por qué el equipo de Rutherford se puede considerar el padre de la interacción nuclear (piensa en qué lo ocurriría a los protones si no existiera dicha interacción)? ¿Qué son las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza?
El modelo atómico de Rutherford se puede resumir en 3 características:
- El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del átomo.
- Los electrones giran a grandes distancias alrededor del núcleo en órbitas circulares.
- La suma de las cargas eléctricas negativas de los electrones debe ser igual a la carga positiva del núcleo, ya que el átomo es eléctricamente neutro.
A Rutherford se le considera el padre de la interacción nuclear, ya que gracias a sus aportaciones podemos afirmar que la interacción nuclear fuerte, que es una de las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza, mantiene los núcleos unidos.
4 Interacciones Fundamentales de la Naturaleza
- Interacción Gravitatoria
- Interacción nuclear Fuerte
- Interacción nuclear Débil
- Interacción electromagnética
La característica principal de las 4 Interacciones es que todas las fuerzas conocidas hasta el momento son explicables a partir de estas 4 Interacciones.
7- Crea tu propio "escudo científico" (buscando tu propio lema científico) tal y como hizo Rutherford al ser nombrado barón.