Rutherford

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.

Bueno, que un investigador cientifico con experiencia forme a un estudiante es una de las mejores enseñanzas que pueden existir, ya que ell investigador ya tiene años de experiencia por delante, y te puede indicar que cosas estan bien y que cosas no en cierto momento, con lo cual eso te va a poder hacer cometer menos errores en el futuro. Las Facultades de Ciencia en España tienen páginas web en las que poder estudiar las materias via online y las que poder compartir diferentes opiniones y ideas con los estudiantes y profesores.

2- En palabras de Rutherford, "toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos". En 1908, le otorgaron el premio 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?

Basicamente, la física es la ciencia que estudia la materia y la energia asi como las leyes a las que estan sujetas y la quimica es la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones. Cambiar de ser físico a ser químico es un cambio muy grande, ya que estas dos ciencias tienen parecidos pero tambien son muy diferentes entre si, ya que pasas de estudiar la materia y como se comporta a estudiar las leyes a las que esta sujeta.

3-Investiga sobre la biografía de Nikola Tesla. ¿Cuáles fueron sus principales aportaciones a la Física? ¿Qué disputas científicas mantuvo con Edison y Marconi?

Las principales aportaciones de Tesla fueron sus contribuciones a la creación de la corriente alterna; la radio; la bobina de tesla, un potente generador; el motor de inducción, eléctrico; las bujías; el control remoto...

Aunque el sistema eléctrico estandar de entonces era la corriente contínua, Tesla presentó la corriente alterna creando la "Guerra de las Corrientes". Tesla estubo trabajando para Edison, pero como éste no hacía caso de sus ideas se fue para crear su propia empresa.

El problema con Marconi fue que ganó el premio Nobel por la radio, que era invento de Tesla, por transmitir la primera señal de radio que cruzó el atlántico. Cuando ya Tesla estaba muerto, la Corte Suprema reconoció la propiedad del invento a Tesla.

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 proceso en el cual algunas sustancias absorben energía y la transforman en luz que emiten mientras estén reciviendo esa energía. En la fosforescencia, las sustancias almacenan la energía para emitirla después.

4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron?

Los Rayos X son radiaciones invisibles al ojo humano que pueden atravesar algunas superficies, como su uso para las radiografías, ya que atraviesa la piel y los músculos y deja ver los huesos. Fueron descubiertos por Tesla, pero como no sabía qué eran los llamó así.

4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta?

Es un fenómeno físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones por desintegración radiactiva, que sucede cuando hay excedente de energía. Fue descubierta por Becquerel cuando estaba experimentando con la fosforescencia y fluorescencia

4d) ¿Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel?

El matrimonio Curie y Rutherford fueron quienes realmente estudiaron la radiación, por lo que gracias a ellos se llegó a entender la Radioactividad

4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente.

Son tres tipos de emisiones radiactivas. La alfa tiene frecuencia baja, longitud de onda larga y baja capacidad de penetración. La beta tiene frecuencia media, longitud de onda corta y mayor penetración que la alfa, pero siendo poca. La gamma tiene frecuencia corta, longitud de onda muy corta pero la mayor capacidad de penetración.

4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica? Trabajo opcional: Investiga sobre el carbono-14

Predice el decrecimiento con el tiempo del número de núcleos de una sustancia radiactiva dada que van quedando sin desintegrar. Sirve de datacion geolóica porque es capaz de predecir cuantos años tiene una capa terrestre o un conjunto de fosiles.

4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger?

Es un instrumento de medida que sirve para medir la radiación que hay en un entorno o un objeto. Detecta partículas y 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".

Tambien llamado experimento de la lamina de oro, fue realizado en 1909 y publicado en 1911 por Ernest Rutherford. El experimento consistió en enviar un haz de particulas alfa a una fina lámina de oro y observar cómo dicha lámina afectaba a la trayectoria de dichos rayos.  Para poder observar este haz de particulas, se introdujo polonio en una caja de plomo. Despues de esto, Rutherford observó que 1 de cada 8000 particulas lanzadas se dirigian a la fuente de polonio. Esto hizo que el modelo de Thompson quedase anticuado, ya que este decia que las particulas alfa atravesarian la lamina metálica sin desviarse de su trayectoria.

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?

Esta formado por una "corteza" de electrones que tienen la carga negativa y que giran alrededor del núcleo, de tamaño muy pequeño y que alberga toda la carga positiva del átomo. La principal limitación que tuvo fueron que surgió la duda de como un núcleo tan pequeño pudiera albergar tanta carga positiva. Gracias a esta pregunta, sugieron las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza, que consisten en la interacción gravitatoria, la interacción electromagnética, la nuclear fuerte, y la nuclear debil. Estas interacciones definen los campos cuánticos en los que se mueven las partículas.

7- Crea tu propio "escudo científico" (buscando tu propio lema científico) tal y como hizo Rutherford al ser nombrado barón.

Millikan. La unidad de carga eléctrica.

1- Explicación de la hipótesis de Symmer acerca del fluido vítreo (+) y el fluido resinoso (-) desde el punto de vista de tus conocimientos de la electrostática. Puedes incluir tus propias fotos o vídeos de pequeños experimentos electrostáticos (recuerda lo que estudiaste el año pasado en Tecnología).

Symmer decia que estos las propiedades de estos fluidos se neutralizaban al combinarse al ser uno negativo (resinoso), y otro positivo (vitreo).

2- Explicar el funcionamiento de un tubo de descarga. ¿Por qué consiguió Thomson desviar los rayos catódicos? ¿Cómo influye la presión del gas enrarecido del interior?

Un tubo de descarga es un tubo de vidrio con dos placas de metal conectadas a los polos opuestos de una batería. La placa con carga negativa emite luz que se dirige a la placa positiva, a traves de un gas enrarecido. Thomson consiguió desviar los rayos vaciando lo suficiente el tubo como para manipularlos con campos eléctricos y magnéticos. La presión del gas es inversamente proporcional a su conductividad.

3- Explica el modelo de Thomson del átomo e investiga por qué no es un modelo viable según los descubrimientos posteriores.

En el modelo de Thompson, el átomo esta compuesto por pequeños electrones de carga negativa encerrados en la masa del átomo, de carga positiva. Este modelo fue propuesto por Joseph John Thompson en 1904. Tuvo un gran exito ya que los rayos catódicos hicieron evidente este modelo. El único error que tuvo este modelo fue que la distribuición de la carga positiva era bastante erronea, ya que en vez de ocupar todo el átomo, como decia Thompson, la carga positiva se encontraba en una pequeña región en el centro del átomo, segun dijo Rutherford.

4- Millikan trabajó en la Universidad de Chicago a las órdenes de Albert Michelson. Describe brevemente el experimento por el que es famoso este investigador. ¿Qué es el éter? ¿Crees que su existencia sigue siendo una hipótesis viable?

Michelson es famoso por la demostración, junto con Morley, de que el éter no existe.

El éter era una sustancia que ocupaba los espacios vacíos como un fluido, ya que se pensaba que era imposible que la luz viajará por el vacío. Ya que su velocidad variaba según la densidad del fluido en el que estaba, se determino que la densidad del éter era mínima

El experimento comenzó siendo un intento de calcular la velocidad de la luz en el que Michelson utilizó un invento personal, el interferómetro. Este artilugio era capaz de emitir dos rayos de luz perpendiculares que recorrieran la misma distancia, por lo que se podían ver diferencias de velocidades fácilmente. Como uno de los dos rayos de luz iría en dirección distinta al éter, habría diferencias. Al ver que no había diferencia alguna, se determinó que la luz sí que podría estar viajando en el vacío y que por lo tanto el éter no existe.

5- ¿Podrías explicar, según el modelo de Bohr, por qué los rayos X ionizan a las gotas de aceite?

En el modelo de Bohr, los electrones orbitan a diferentes niveles el núcleo del átomo. Cuanta más energía tienen los electrones más se alejan del núcleo. Cuando se emiten rayos X, los electrones se sobrecargan alejándose tanto que llegan a desviarse de la órbita y el átomo se ioniza.

6- Describe el experimento de Millikan.

El experimento consiste en echar gotas de aceite en un fluido entre dos placas que posteriormente formarán un campo eléctrico. las gotas caerán por la gravedad a través del fluido hasta que se activen los rayos X, que ionizarán el aceite y las placas formen el campo eléctrico. Cuando esto pase, basta con ajustar la energía para que las gotitas se queden suspendidas, por lo que el campo eléctrico tendría la misma fuerza que la gravedad. Por último, con los datos obtenidos puedes hallar la carga de un electrón.

7- ¿Qué es el efecto fotoeléctrico? Puedes enseñar alguna aplicación actual de este fenómeno por cuya explicación teórica, Albert Einstein, recibió el premio Nobel. Millikan también comprobó experimentalmente la hipótesis de Einstein aunque dijera de ella que "le falta una base teórica satisfactoria".

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones de un material que esté recibiendo radiación electromagnética. Una de las aplicaciónes descritas por Einstein que se usa en la actualidad es la de los paneles solares. Einstein supuso que la luz estaba formada por partículas que, al atravesar un metal, éste emitía electrones.

8- ¿Por qué piensas que es interesante que los científicos pasen algunos años en otros centros de investigación distintos a los que se formaron?

Tener experiencia en otros centros de investigación puede ser muy interesante, ya que si vas a otro centro de investigación puedes observar como hacenahi las investiaciones, si las hacen de una manera diferente a tu centro. Tambien si es un centro mejor adaptado que el tuyo puedes aprender cosas nuevas ahi, o en el caso de ser al reves, puedes aportar cosas interesantes al centro. En el caso de estar localizado en otro pais, tienes la oportunidad de conocer gente de otros paises y culturas, y aprender cosas que a lo mejor en tu pais no se hacian.

9- ¿Por qué es recomendable (o no) leer libros de divulgación científica?

La mayoria de los libros de divulación científica son buenos, pero todo depende un poco de lo que te interese estudiar o repasar, no vas a leerte un libro sobre la LGU si lo que te interesa es la estructura de átomo. Otra factor muy importante es el nivel que tengas, porque no es lo mismo leerte un libro sobre la estructura del átomo teniendo un nivel bajo que leerselo con un nivel bastante avanzado. Por eso creo que se debe elegir bien a la hora de coger un libro para estudiar.

10- Construye con materiales reutilizados tu propio modelo atómico (Thomson, Rutherford o Bohr) y cuelga en tu blog un reportaje gráfico de él (foto, vídeo o vídeomontaje).