domingo, 14 de noviembre de 2010

Actividad 2: Rutherford, el Núcleo atómico

RUTHERFORD



1.
Creo que el hecho de que un gran científico forme a otro es un gesto muy generoso por su parte, ya que es la manera de que la ciencia siga evolucionando, porque si tu le transmites tus conocimientos a otra persona, ésta podrá mejorar las conclusiones obtenidas por ti. Por eso decimos que es una acción muy generosa, ya que seguramente tú podrás ser eclipsado
por tu sucesor y a la vez sentirte orgulloso por el. Esta es una de las cosas que hizo tan grande a Rutherford.
JJ Thompson, mentor de Rutherford.



2.
La física es la ciencia que estudia las propiedades de la materia, y la química es la ciencia que estudia la composición de la materia. Creo que las definiciones explican que aunque estas dos ciencias estén muy ligadas entre sí, un físico no podría meterse inmediatamente en la piel de un químico, ni viceversa; ya que la física explica cómo y porque ocurren las cosas, y la química explica que son las cosas.

Con la primera frase: toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos”, Rutherford quiere explicar que la Física abarca toda la importancia de la ciencia, y que todo lo que este dentro de la ciencia y no sea Física, es un simple hobby que no sirve de nada.

Con la segunda frase: “He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico”, Rutherford muestra su desaprobación por el premio Nobel que le dieron de Química en vez del de Física. Si le dieron el premio de Química fue porque al estudiar la estructura de las sustancias ra
diactivas, estaba ayudando a la Química. Aún así me parece irónico que a un hombre que había hecho miles de experimentos de Física le den el de Química por un solo experimento.




3.
Nikola Tesla nació en 1856, en Smilijan situado en Croacia. Este gran científico comenzó a destacar desde joven sorprendiendo gratamente a sus profesores, aunque no tanto a su padre que quería que siguiese sus pasos como pastor ortodoxoso. Sin embargo, sus méritos no fueron tan valorados como el de otros físicos y alguno de sus inventos fueron atribuidos a otros científicos de la época.

Todos los inventos que Tesla hizo están relacionados con la física, por ejemplo la radio, que consiste en un transmisor y un receptor que captan y emiten ondas electromagnéticas. Pero uno de sus grandes aportes a la física fue los avances dentro del campo del electromagnetismo, formando los inventos de Tesla y su trabajo teórico las bases de los sistemas modernos de la potencia eléctrica por corriente alterna, que es la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado en una corriente que varía.

Con Edison mantuvo una disputa debido a que Tesla proponía un tipo de corriente alterna mientras que Edison proponía el prototipo inicial de la corriente continua. La disputa que tuvo con Marconi fue debido a que este con su invento de la radio utilizo muchas piezas de Tesla sin ningún tipo de compensación económica. No se reconoció la importancia de Tesla en la radio hasta después de su muerte.


4.

a) La fluorescencia es un fenómeno que se produce cuando una sustancia emite luz al ser expuesta a radiaciones como los rayos X, mientras que la fosforescencia es el fenómeno que ocurre al almacenar una sustancia energía para luego emitirla en forma de luz. A parte se diferencian en que la fosforescencia persiste con la luz que desprende aún cuando se les deja de proyectar luz a la sustancia sin embargo en la fluorescencia no ocurre eso.

b). Los rayos X son una radiación electromagnética, campos eléctricos que transportan energía por el espacio, invisible que atraviesa los cuerpos opacos, y por ello puede imprimir fotografías sobre una placa de este cuerpo. Este fenómeno lo descubrió el físico Wilhelm Conrad, que analizando los rayos catódicos en un ambiente oscuro, observó que había un color entre amarillo y verde un u trozo de cartón, y esto solo pasaba cuando el tubo de rayos catódicos estaba encendido. Esto lo provocaba los rayos X.

c) La radiactividad es un fenómeno físico en el cual algunos elementos químicos emiten energía en forma de partículas subatómicas (electrones). Estos átomos emiten estas partículas para llegar a su estado fundamental. La radiactividad fue descubierta gracias a que en un día en el que no había sol hizo el experimento impresionar una moneda en una placa y con sales uranio, y viendo que la moneda se veía tan clara, dedujo que solo el uranio emitía un tipo de radiación.

d) Gracias a los descubrimientos de Marie Curie con elementos radiactivos y a los experimentos de Rutherford con los tubos catódicos, que más tarde dieron lugar a los rayos X, Becquerel pudo descubrir la radiactividad de algunos elementos o sustancias.

e)Las radiaciones alfa son en las cuales el átomo desprende dos neutrones y dos protones. Con esto el átomo pasa a ser más negativo.

Las radiaciones beta son en las cuales un átomo libera un electrón, por lo que el átomo es más positivo.

Las radiaciones gamma; en estas el núcleo del átomo se excita y desprende una partícula alfa o beta, y como el átomo es neutro libera unos rayos denominados gamma para que siga siendo estable.

f)La ley de desintegración atómica explica que los átomos, al pasar el tiempo, van emitiendo partículas, es decir, radiaciones, por lo que se van desintegrando. Si sabemos esto podremos saber en qué momento la tierra y todos sus componentes acabarán desintegrándose; sólo hay que saber cuánto tarda en desintegrarse un átomo, y aproximadamente cuantos átomos tiene la tierra.

El carbono-14 es un isótopo del carbono que sirve para datar la edad de los organismos muertos.

g) Un contador Geiger es un aparato que mide la radiactividad que hay en un lugar o la que posee un objeto. Esto lo consigue gracias a los electrones que entran en su interior.


5.

El experimento de Rutherford consistía en lanzar partículas alfa contra una lámina de oro y ver el ángulo que describían las partículas al chocar contra la lámina. La mayor parte de las partículas atravesaban la lámina, pero algunas lo que hacían era desviarse cuando pasaban por la lámina, por lo tanto Rutherford dedujo que estas debían de chocar contra un cuerpo sólido. Después de hacer varias suposiciones, Rutherford dedujo que la lámina de oro estaba compuesta por átomos los cuales tenían un núcleo masivo y electrones poco masivos, rebotando las partículas contra los núcleos.

El experimento no funcionó con mica porque era una sustancia demasiado gruesa para que las partículas alfa la atravesasen, mientras que con las láminas de oro y platino si que fue mejor el experimento porque estas eran muchos más finas. De ahí que la frase de Rutherford `"Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara", ya que las partículas alfa eran bastante más pesadas que los supuestos átomos que componían a estos dos elementos.



6.

El modelo de Rutherford se constituía de un núcleo formado por neutrones y protones, partículas subatómicas con carga neutra las primeras y positiva las segundas. A su alrededor giraban los electrones con la misma carga que los protones pero negativa, y en mismo número; pero estos tenían una masa mucho menor a la de los protones.

La única limitación de este modelo atómico era que al estar los electrones en movimiento emitirían radiación, perderían parte de su energía y no serían capaces de aguantar en la misma órbita alrededor del núcleo.

El modelo de Rutherford es denominado el padre de la interacción nuclear, ya que esta hace que los neutrones y protones se mantengan juntos en el núcleo; esto pasa porque esta interacción es más fuerte que la electromagnética. Si no existiera la interacción nuclear, los protones (al tener carga positiva) se juntarían con los electrones (con carga negativa) por la interacción electromagnética. Y si se le denomina así es porque con el modelo de Rutherford, se observó lo que ocurría con la interacción nuclear.

Las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza son las cuatro fuerzas de la naturaleza explican cómo y porque interactúan las partículas de su modo. Estas cuatro son:

La interacción nuclear fuerte: es la responsable de mantener unidos a los protones y a los neutrones en el núcleo atómico.

La interacción nuclear débil: esta interacción es 1013 veces menor que la interacción fuerte pero tiene la misma función.

La interacción electromagnética: es la interacción que ocurre entre las partículas de carga eléctrica.

La interacción gravitatoria: es la más débil de todas. Se produce cuando un objeto tiene masa y es simplemente atraído, con lo que solo tiene un carácter atractivo.



7. Nuestro emblema:



domingo, 17 de octubre de 2010

Actividad 1: Millikan


1.
La teoría de Symmer dice que en la materia se encuentran dos fluidos de características opuestas. Uno positivo, al cual lo llama vitreo, y otro negativo, el cual es bautizado resinoso. Los nombres de los fluidos vienen de diferentes pequeños experimentos: vítreo se refiere al hecho de frotar una varilla de vidrio con una tela de seda lo que hace que la varilla se cargue positivamente, y lo de resinoso hace mención al hecho en el cual una barra de acre o un trozo de ámbar se frota con una tela de lana y eso hace que se cargue negativamente. Esto es debido a la electroestática, que hace que los objetos se pasen la materia unos a otros al entrar en contacto. La hipótesis de Symmer acertaba de pleno, ya que la electricidad esta formado por electrones (de carga negativa) y protones (de carga positiva), que al unirse forman la electricidad. En realidad Symmer podría haber llamado a esos ``fluidos´´ que él dice de cualquier otra forma, ya que hay diferentes maneras de dar una carga positiva o negativa a los objetos.
Como vemos en esta imagen de la batería sale energía positiva por una parte y negativa por otra (los dos fluidos), y al juntarse se convertían en electricidad.

2.
Un tubo de rayos catódicos era una ampolla de vidrio la cual tenía en en el interior de sus extremos dos placas metálicas conectadas a potentes baterías en el exterior. Este tubo hacía diferentes cosas relacionadas con la luz: irradiaban luces de colores, mostraban franjas luminosas y oscuras o emitían fluorescencia. La dos placas metálicas estaban cargadas negativa y positivamente: la negativa se denominaba cátodo y la positiva ánodo, y los científicos que estudiaron este objeto determinaron que los rayos salían del cátodo y se dirigían hacia el ánodo. Los científicos también descubrieron que dependiendo del gas que se encontrase en el interior del tubo, los rayos iban a ser de un color diferente: con aire violeta, con neón naranja o con argón azul. También se descubrió gracias a este tubo los rayos X debido a la fluorescencia de los rayos catódicos que se producían con un gas determinado.Muchos científicos intentaron desviar los rayos catódicos realizando diferentes experimentos, como colocar placas cargadas positivamente a mitad de camino entre el cátodo y el ánodo o colocar imanes para atraerlo, pero nunca lograron nada. Hasta que llegó Thompson para intentar conseguirlo. Propuso que el interior del tubo estuviese lo más vacío posible, un vacío casi absoluto, y de esa forma los rayos se desviaban hacia los campos eléctrico y magnético al no haber un gas por el que traspasar.

3.
El modelo atómico de Thompson es una teoría la cual dice que el átomo está constituido por un todo positivo y en su interior partícula con carga negativa.
El modelo de Thompson básicamente consistía en un átomo formado por un  núcleo de carga positiva, al que se le juntaban electrones de carga negativa. Por su apariencia se llevo el nombre de “la tarta”. Este modelo atómico no duró mucho, ya que un átomo así tendría una carga inestable; y porque más tarde Rutherford y Bohr se encargaron de explicar como y porque los electrones no estaban pegados al núcleo. En lo que si acertaba Thompson con su modelo es que el núcleo tenía una carga positiva.

4.
El experimento de Albert Michelson es uno de los más importantes y más famosos en toda la historia de la física, la teoría postulaba que cualquier tipo de ondas (como el sonido) necesitan un medio por el cual transportarse,la luz también necesita un medio al cual se le denominó éter; Como la velocidad de la luz es de una magnitud demasiado grandiosa, diseñar un experimento para comprobar la existencia del éter era muy complicado.
El experimento que diseñaron Michelson y morley consistia en la colocación del interferometro que esta compuesto de una lente que se encarga de dividir la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro; Con esto se lograba enviar simultáneamente dos rayos de luz (procedentes de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales y recogerlos en un punto común, en donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro. 




La existencia del éter sigue si que sigue siendo una hipótesis viable ya que está apoyada en muchas teorías y sirve para demostrar otras.

5.
Los rayos X ionizan las gotas de aceite porque contienen muchos electrones, y al iluminar las gotas estos se quedan pegados a ellas, por lo que acaban con una carga negativa, y al cambiar su carga y pasa a ser un ión. Esto no se puede hacer con las gotas de agua, ya que al adherirse tantos electrones acabarían exterminadas por tanta carga. Si profundizamos más en el tema vemos que los electrones se unen ya que los núcleos de los átomos de agua los atraen gracias a su carga positiva.

6.

El experimento de Millikan consiste en colocar dos placas con diferente carga eléctrica entre ellas y la que tienen la carga negativa se sitúa debajo y en la placa de arriba se hace una abertura en el centro de esta. El experimento consiste en soltar partículas de aceite y que caigan por el agujero de la placa de arriba, al pasar por la abertura estas partículas son ionizadas por rayos x; cambiando las cargas de las placas podemos experimentar distintas situaciones con las partículas de aceite hasta que se encuentra un equilibrio entre la fuerza eléctrica y la fuerza de la gravedad. Cuando esto sucede usando los datos que hemos obtenido de la carga necesaria para que se quedase en equilibrio podemos despejar la relación carga-masa del electrón.

7.
El efecto fotoeléctrico se produce cuando cuando se le da una energía justa a un determinado electrón lo cual le permite saltar del nivel en el que se encuentra. Esta energía suele venir de los fotones de la luz.Un ejemplo de este uso se da en las células fotoeléctricas de los paneles solares. Las células fotoeléctricas están constituidas de un material gracias al cual cuando la luz solar incide sobre él los fotones que incidan sobre el material con la suficiente energía arrancaran electrones que pasaran a unos cables por donde se transporta la corriente eléctrica.
Otro uso actual de este efecto es el utilizado en las cámaras digitales. Éstas tienen unos sensores que actúan gracias a este efecto.
Aunque no solo el ser humana es el que provoca este efecto aposta. En la luna también se produce en su polvo lunar al estar expuesto durante un largo tiempo a la luz solar lo que provoca que las partículas de polvo cargadas se repelan y se eleven.

8.
Un buen científico debería ir a varios centros de investigación, ya que aunque en el suyo le vaya perfecto, al ir a otros aprenderá nuevas cosas, por ejemplo: más formas de hacer experimentos, materiales nuevos, etc. Además es una manera interesante de ver las cosas desde otro punto de vista, compartiendo lugar con gente que ha recibido otro tipo de educación y tiene otro punto de vista de la ciencia además de para contrastar resultados u opiniones. Y mientras más cosas se conozcan, se supone que será más fácil realizar diferentes tareas. Otra cosa importante para uncientífico son sus compañeros, porque el contrastar tus ideas con otra gente que pueda pensar diferente a ti hace que la mente se habra hacia nuevas opiniones,  y al ir a otros centros se hacen más amigos.

9.
Leer libros de divulgación científica es muy bueno para la sociedad en general ya que de esa forma todo el mundo puede entender de forma mas sencilla una fórmula o un experimento muy complicado. Además el mundo está rodeado de ciencia por todas partes. Sabiendo esto es algo básico para nosotros leer libros de divulgación científica para conocer nuestro mundo. Pero la realidad es que estos libros son para gente que se pregunta porque llueve, porque los barcos no se hunden; es decir, para gente que tiene curiosidad por conocerlo todo.

10.
Este es el modelo atómico de Rutherford elaborado con materiales propios (exactamente un átomo de litio). En él se aprecia un núcleo enteramente positivo, rodeado de electrones negativos ya que están siendo atraidos por el núcleo. Aunque puede que no se vea muy bien, los dos electrones más cercanos al núcleo están en la primera órbita y el otro en la siguiente.

domingo, 26 de septiembre de 2010


          
Manuel Lozano Leyva           Portada

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de ARQUIMEDES                                   a EINSTEIN

Introducción


1.
Estos experimentos fueron elegidos en una encuesta que realizo una revista de Estados Unidos sobre los 10 experimentos más importantes de la física. El libro si que tiene un hilo conductor ya que vamos pasando desde el primer capítulo con el experimento del antiguo Arquímedes, hasta descubrimientos más modernos como los descubrimientos de Einstein o Bohr en el último capítulo; es decir, el libro sigue un orden cronológico. Creemos que para entender una cosa bien es necesario saber como surge y va evolucionando (por ejemplo los humanos nos preguntamos: ¿como aparecimos? o ¿como hemos ido evolucionando?) por eso es muy importante conocer la historia de la ciencia si queremos estudiarla a fondo.”

De loss es el principio de la hidrostática de Arquimede 10 experimentos el que mas conocemos, en el que el volumen de el agua sube al meter un cuerpo; luego hay otros que conocemos de haberlos escuchado, como la caida libre de los cuerpos de Galileo o como la descomposición de la luz del sol de Newton, pero que no sabriamos como explicarlos. Todos los científicos que aparecen en este libro son grandes personajes de la física, por lo que conocemos a la mayoría de ellos debido a sus grandes descubrimientos, ya que son nombrados por toda la tierra. De los científicos que aparecen en el libro los unicos que son nuevos para nosotros son Young, Millikan y De Broglie.
2.
La foto está, en nuestra opinión, mi bien elegida porque te sugiere que la física no son solo todo formulas y cosas complicadas sino que es algo de lo que puedes hacerte “amigo” y que puede llegar a gustarte. Además esta fotografía esta relacionada con dos grandes de la física como son Einstein y Arquimedes. Recoge dos imagenes muy acertadas de ambos como son la famosa cara de Einstein sacando la lengua y el cuerpo de Arquimedes sumergido en una bañera rememorando el experimento del principio de la hidrostática. Se podría decir que el autor quiso mezclar uno de los mejores científicos de la historia con uno de los experimentos que más ha cambiado nuestras vidas, y a nosotros nos parece que le salió a la perfección.
3.
El autor de este libro, Manuel Lozano Leyva, es un catedrático en Física atómica, molecular y nuclear de la universidad de la ciudad que le vio nacer, Sevilla. Este sabio de la ciencia ha participado en varias tesis y ha publicado aproximadamente un centenar de artículos científicos. A parte de este libro, también ha publicado otros referidos a la Física como El cosmos en la Palma de la Mano.
Estos experimentos fueron elegidos en una encuesta que realizo una revista de Estados Unidos sobre los 10 experimentos más importantes de la física.