Actividad 2 - Rutherford

1. Hoy en día, en la mayoría de las facultades de ciencias, los profesores, además de impartir varias asignaturas, son directores de Másters, investigadores o miembros de alguna institución ciéntifica. Nosotras valoramos este hecho positivamente, ya que creemos que, de esta manera, los profesores conocen los últimos avances científicos y sus clases tratarán temas actuales.


2.Física: Ciencia teórica y experimental que estudia las propiedades de la materia y de la energía, considerando atributos capaces de medida. Los cambios físicos se caracterizan por no alterar la composición de un elemento.
Química: Ciencia teórica y experimental, descendiente de la alquimia, que estudia la composición, estructura y propiedades materiales, así como los cambios que se producen mientras tiene lugar una reacción química. Los cambios químicos se caracterizan por alterar la composición de un elemento.

La química difiere de la física en que los cambios de la primera alteran la composición y los de la segunda no lo hacen.

Primera frase de Rutherford: " toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos".

• Creemos que pronunció esta frase ya que creía que toda ciencia se podía explicar mediante la física, por lo que dicha ciencia o es física en sí misma o no es nada.

Segunda frase de Rutherford: " He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico".

• Creemos que dijo esto ya que había cambiado varia veces a lo largo de toda su vida, pero que dichos cambios eran muy pequeños comparados con el hecho de cambiar lo que él era y su visión de sí mismo: un físico. Por ello, esto supone un cambio muy drástico en su vida.

Ernest Rutherford recibió el premio Nobel de química por descubrir que la radioactividad iba acompañada por una desintegración de los elementos.

• Nosotras creemos que se trata de química por que al desintegrarse los elementos, se produce una alteración en su composición.

Rutherford:

3.Nikola Tesla nació en el pueblo de Smiljan en la Frontera Militar austrohúngara, se educó en Graz y posteriormente en Praga donde estudió ingeniería eléctrica. Se traslada a París para trabajar en una de las compañías de Thomas Alva Edison, donde realizó su mayor aportación: la teoría de la corriente alterna en electricidad, lo cual le permitió idear el primer motor de inducción en 1882. En 1884 se traslada a Nueva York, creando su propia compañía en 1886 tras romper con Edison. En 1887 logra construir el motor de inducción de corriente alterna y trabaja en los laboratorios Westinghouse, donde concibe el sistema polifásico para trasladar la electricidad a largas distancias. En 1893 consiguió transmitir energía electromagnética sin cables, construyendo el primer radiotransmisor. Ese mismo año en Chicago, se hizo una exhibición pública de la corriente alterna, demostrando su superioridad sobre la corriente continua de Edison. Tesla presenta la patente en 1897, Dos años después de que Marconi lograra su primera transmisión de radio. Sin embargo, Marconi registra su patente en 1900 y es rechazada por ser considerada una copia de la patente de Tesla. Se incia un litigio entre la compañía de Marconi y Tesla. Tras recibir el testimonio de numerosos científicos destacados, la Suprema Corte de los Estados Unidos de América falla a favor de Tesla, pero la mayoría de los libros mencionan a Marconi como el inventor de la radio. A finales del siglo XIX, Tesla demostró que usando una red eléctrica resonante, y lo que se conocía como "corriente alterna de alta frecuencia" (hoy considerada de baja frecuencia), sólo se necesita un conductor para alimentar un sistema eléctrico, sin necesidad de otro metal ni un conductor de tierra. Tesla llamó a este fenómeno la "transmisión de energía eléctrica a través de un único cable sin retorno". En la primavera de 1891, Tesla realizó demostraciones con varias máquinas ante el Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos en la Universidad de Columbia. Demostró de esta forma que todo tipo de aparatos podían ser alimentados a través de un único cable sin un conductor de retorno. En las cataratas del Niágara se construyó la primera central hidroeléctrica gracias a los desarrollos de Tesla en 1893, consiguiendo en 1896 transmitir electricidad a la ciudad de Búfalo. Con el apoyo financiero de George Westinghouse, la corriente alterna sustituyó a la continua. Tesla fue considerado desde entonces el fundador de la industria eléctrica. En su honor se llamó Tesla a la unidad de campo magnético en el Sistema Internacional de Unidades.

Nikola Tesla, Edison y Marconi:




4. a) Fluorescencencia: emisión de luz azulada estimulada por radiación externa. Formada por átomos de flúor.
Fosforescencia:emisión de luz verdosa que no necesita ser iluminada. Formada por átomos de fósforo.

b) Rayos X: Radiación que produce el uranio sin intervención de una fuente luminosa.
Los primeros trabajos sobre este fenómeno comenzaron con el científico William
Crookes, cuyos experimentos ay udaron a Nikola Tesla y a Wilhem Röntgen, quien descubrió los rayos X.

c) Radioactividad: Desintegración espontánea de ciertos átomos pesados. Fue descubierta por Becquerel, éste cubría una placa fotográfica con papel negro, para
que no entrase la luz solar. Sobre ella colocaba un objeto, cubría todo con sal de uranio y lo
exponía al sol. El sol excitaba la fosforescencia de la sal y revelaba la placa. En una ocasión,
no pudo exponer la placa a la luz, y vio que ésta salía más nítida. De esta manera se dio
cuenta de que las sales de uranio emitían una radiación nueva.

d) Matrimonio Curie: Demostraron que muchas sustancias y elementos simples emitían rayos que sólo podían provenir de sus átomos (radiactividad). Rutherford: Estudió la conductividad eléctrica de los gases, y descubrió que los elementos
radiactivos emitían dos clases de rayos (alfa y beta).

e) Gamma: Radiación electromagnética de altísima frecuencia y poca longitud de onda. Beta: Son electrones. Alfa: Son átomos de helio.

f) Desintegración atómica: Ritmo con el que los átomos de una muestra radiactiva se desintegran. Sirve como método de datación geológica, ya que los elementos radiactivos se van transformando en otros que a su vez se desintegran terminando la cadena en plomo, puesto que se sabe a qué ritmo se desintegra cada uno, se puede establecer la fecha de muestras antiguas. Carbono-14 (14C): Radioisótopo del carbono que contiene en su núcleo 6 protones y 8 neutrones. Debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación de especímenes orgánicos. El metodo de datación por radiocarbono es la técnica más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60.000 años. El isótopo carbono-14 es inestable y se produce de forma continua en la atmósfera.

g) Contador Geiger: Instrumento que permite medir la radioactividad de un objeto o lugar. Está formado por un tubo metálico que contiene en su interior un fino hilo metálico. Se denomina contador porque cada partícula que pasa por él produce un pulso idéntico, permitiendo contar las partículas.

Fluorescente y fosforescente:



Joliot y Marie Curie:



Rayos gamma:



Contador Geiger:

5.Su experimento consistió, en primer lugar, en lanzar un haz de partículas alfa, que se obtenía situando una fuente radiactiva intensa en un contenedor de plomo cerrado, pero con una pequeña abertura, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por el orificio.
Luego se colocaron láminas delgadas de mica en el recorrido de los rayos alfa, para poder observar como las láminas de metal afectan la trayectoria de dichos rayos. Según Thompson, las partículas tendrían poca posibilidad de desviarse, pero Rutherford observó que algunas partículas se desviaban.

La mica era atravesada por todas las partículas alfa, pero se intentó con oro y con platino a ver si el comportamiento era el mismo. Observaron que de cada 8000 partículas alfa aproximadamente, una era desviada hacia atrás por el oro y lo mismo pasaba con el pan de platino.

Repitiendo el experimento y modificándolo se dieron cuenta de que la partícula que salía rebotada hacia atrás era la que chocaba con el núcleo atómico. Las cargas iguales se repelían

Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío y que la desviación de las partículas alfa, indica que el deflector y las partículas poseen una carga igualmente positiva, pues la desviación siempre es dispersa. El rebote de las partículas indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa de la masa.

Con las frase “es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara", Rutherford quiso describir la forma en la que la partícula alfa rebotaba con fuerza contra la lámina de oro o platino, que en principio parecía no ofrecer resistencia.

6. El modelo atómico de Rutherford consta de un núcleo formado, únicamente, por protones rodeado por una órbita de electrones que giran a su alrededor. Limitaciones: Según el modelo atómico de Rutherford, los electrones se mueven en órbitas circulares y tienen una aceleración normal. Pero según los principios del electromagnetismo clásico, una carga eléctrica en movimiento acelerado emite energía: por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral hasta chocar con el núcleo, y ésto supondría una pérdida continua de energía. Por otro lado, el electrón pasaría por todas las órbitas posibles describiendo una espiral alrededor del núcleo; y por tanto, la radiación emitida debería ser continua. Sin embargo, los espectros de radiación de los elementos son discontinuos. Las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza:

• Interacción nuclear fuerte: Fuerza que obliga a los núcleos atómicos a permanecer unidos.
• Interacción nuclear débil: Se encuentra en los llamados fenómenos radiactivos de tipo beta (desintegraciones de partículas y núcleos atómicos).
• Interacción electromagnética: Se puede contemplar como campos electromagnéticos o como intercambio de fotones.
• Interacción gravitatoria: Fuerza que nos mantiene unidos a la Tierra y , a pesar de que es muy débil, en presencia de grandes acumulaciones de partículas puede tener un gran efecto (agujeros negros, estrellas de neutrones, etc.).

A Rutherford se le considera el padre de la interacción nuclear ya que gracias a él sabemos que los núcleos atómicos (protones y neutrones) permanecen unidos gracias a dicha fuerza.






7. " La curiosidad es la base de la ciencia"