¿Por qué el sol libera tanta energía?

ACTIVIDAD

1
MODELOS ATÓMICOS Y DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA
  1. Explora las diferentes teorías sobre el modelo atómico.

    En 1896, el físico británico Joseph John
    Thomson, junto con sus colegas John
    Sealy Townsend y Harold Albert Wilson,
    descubren el electrón con el
    experimento del tubo de rayos catódico.

  2. Thomson, diseño un tubo de vidrio lleno de gas a baja
    presión, el tubo contenía dos placas metálicas en cada
    lado, cuando sometió estas placas a una diferencia de
    potencial (los conecto a una fuente DC), observó que la
    placa cargada positivamente (ánodo) tenía la capacidad
    de extraer partículas de la placa negativa llamada cátodo,
    por esta razón llamó a su tubo de rayos catódicos.

    Thomson sugiere un modelo
    atómico que tomaba en cuenta
    la existencia del electrón,
    descubierto por él en 1897.
    Su modelo era estático, pues
    suponía que los electrones
    estaban en reposo dentro del
    átomo y que el conjunto era
    eléctricamente neutro.

    Modelo Atómico de Thompson
    Carga positiva
    Carga Negativa

  3. Basado en los resultados de
    su trabajo que demostró la
    existencia del núcleo
    atómico, Rutherford
    sostiene que casi la
    totalidad de la masa del
    átomo se concentra en un
    núcleo central muy diminuto
    de carga eléctrica positiva.
    Los electrones giran
    alrededor del núcleo
    describiendo órbitas
    circulares. Estos poseen
    una masa muy ínfima y
    tienen carga eléctrica
    negativa. La carga eléctrica
    del núcleo y de los
    electrones se neutraliza
    entre sí, provocando que el
    átomo sea eléctricamente
    neutro.

    El modelo de Rutherford tuvo que ser
    abandonado, pues el movimiento de los
    electrones suponía una pérdida continua
    de energía, por lo tanto, el electrón
    terminaría describiendo órbitas en
    espiral, precipitándose finalmente hacia
    el núcleo. Sin embargo, este modelo
    sirvió de base para el modelo propuesto
    por su discípulo Neils Bohr, marcando el
    inicio del estudio del núcleo atómico, por
    lo que a Rutherford se le conoce como el
    padre de la era nuclear.

    Los resultados del experimento de Rutherford pueden explicarse así:

    •La mayor parte de las partículas alfa traviesan los átomos sin desviarse, ya que la mayor parte del
    volumen del átomo es espacio vacío.
    •Si la partícula incidente pasa cerca del núcleo (lo cual es poco probable, ya que el tamaño del núcleo
    es 10.000 veces menor que el del átomo) es repelida por éste.
    •Habrá un pequeño porcentaje de partículas que choquen directamente con el núcleo (probabilidad
    muy baja dada la pequeñez del núcleo), produciéndose un rebote.

  4. El físico danés Niels Bohr (Premio
    Nobel de Física 1922), postula que
    los electrones giran a grandes
    velocidades alrededor del núcleo
    atómico. Los electrones se
    disponen en diversas órbitas
    circulares, las cuales determinan
    diferentes niveles de energía.

    El electrón puede acceder a un nivel
    de energía superior, para lo cual
    necesita "absorber" energía. Para
    volver a su nivel de energía original es
    necesario que el electrón emita la
    energía absorbida (por ejemplo en
    forma de radiación).

  5. El físico francés Luis De Broglie
    recibe el Premio Nobel de Física en
    1929. Según De Broglie, una
    partícula con cierta cantidad de
    movimiento se comporta como una
    onda. En tal sentido, el electrón tiene
    un comportamiento dual de onda y
    corpúsculo, pues tiene masa y se
    mueve a velocidades elevadas.

  6. En 1932 Chadwick propuso un
    experimento: Utilizando al polonio como
    fuente de partículas Alpha dirigió el haz
    de partículas a una lámina delgada de
    átomos de berilio, utilizo el berilio
    porque es más denso por lo tanto había
    más posibilidades de que las partículas
    Alpha chocaran con los núcleos.

  7. Ernst Rutherford dejo un gran legado a la física
    experimental, su método de hacer colisionar los
    átomos y sus componentes sub atómicos incentivó a
    que la comunidad científica creara aceleradores de
    partículas. Esto condujo a que entre los años 40 y 60
    los científicos encontraran un zoológico de partículas
    subatómicas y se vieran en la necesidad de diseñar
    un modelo que permitiera una clasificación lógica de
    estas nuevas partículas, lo denominaron el ‘’modelo
    estándar de física de partículas’’.

  8. Durante los experimentos en los
    aceleradores y colisionadores de partículas
    los científicos se dieron cuenta que los
    protones y los neutrones estaban
    compuestos de unas partículas más
    pequeñas y las denominaron ‘’Quarks arriba
    ‘’y ‘’Quarks Abajo’’’, más adelante
    descubrieron otros cuatro tipos de Quarks
    que hacen parte de un estudio más
    avanzado en la física.

    En total lograron descubrir 6 tipos de
    Quarks.

A partir de la exploración teórica sobre los modelos atómicos y del conocimiento que ya posees acerca del estudio de la materia, reúnete con un compañero, analiza y resuelve
  • ¿Cuáles eran los cuatro elementos en que creían los continuistas (Aristóteles)?
  • ¿Qué diferencias existen entre la Teoría Atomista y la Teoría Continuista (Aristóteles)?
  • ¿A qué se deben los fenómenos eléctricos?
  • ¿Cómo se descubre el electrón?
  • ¿Cómo se descubre el protón?
  • ¿Qué carga tienen las partículas elementales?
  • ¿En qué consiste el Modelo de Thomson?
  • ¿En qué consiste el Modelo de Rutherford?
  • ¿Por qué el experimento de Rutherford hace cambiar el modelo del átomo?
  • Acerca del modelo atómico de Rutherford: ¿Qué hechos consiguió explicar? ¿Cuáles fueron
    sus limitaciones? ¿En qué consiste dicho modelo? ¿Por qué otro modelo fue sustituido?
  • En el experimento de Rutherford ¿Por qué la mayoría de las partículas alfa pasan como si nada
    se interpusiera en su camino?
  • En el experimento de Rutherford ¿Por qué algunas partículas alfa (muy veloces y pesadas)
    retroceden?
  • ¿Qué hechos invalidaron el modelo atómico de Rutherford?
  • ¿Qué quiere decir que el modelo atómico de Bohr está cuantizado?
  • ¿Qué hechos no era capaz de explicar el modelo atómico de Bohr?
  • Escribe algunas características del modelo estándar.
Amplía tus conocimientos realizando la siguiente experiencia

Desarrolla un cuadro comparativo de los
distintos modelos. Para ello, indica:

  • ¿Qué hechos consiguió explicar?
  • ¿Cuáles fueron sus limitaciones?
  • ¿En qué consiste dicho modelo?
  • ¿Por cuál otro modelo fue sustituido?