RUTHERFORD
Ernest Rutherford es una de las grandes figuras de la Ciencia. Quizá más importante que sus propios descubrimientos fue el fantástico legado de científicos que formó en esa gloriosa época de la Física que va desde el último cuarto del siglo XIX al primer cuarto del siglo XX. Ser capaz de estar en la élite del conocimiento científico y a la par, poder transmitir dicho conocimiento al grueso de la sociedad, es algo realmente encomiable. Y en ese aspecto Rutherford también era un as. Seguramente esta actitud divulgativa de la Ciencia tenga mucho que ver, como habéis podido leer en el capítulo, con sus orígenes en una muy lejana (física y socialmente) colonia (recordad que nació en pleno siglo XIX). Rutherford trataba de acercar la Ciencia al ciudadano medio de su época quitándole el "misticismo" en el que le envuelve su proceder experimental y matemático. Vosotros, como alumnos de la asignatura de Física y Química, tenéis la obligación de empaparos de ese "misticismo", sois iniciados en el arte de conocer los métodos experimentales y matemáticos de estas maravillosas ciencias que dan respuestas a base de originar nuevas preguntas.
Quizá alguna vez habéis tenido la sensación de vivir en una "sociedad mágica": doy a un botón y se enciende la TV, mantengo contactos instantáneos con el resto del mundo sin importar la distancia, tengo toda la música a un solo clic; pero no soy capaz de entender cómo funcionan esos aparatos. Es como si una "secta tecnológica" dirigiera mi vida. Pues bien, si sigues estudiando estas maravillosas ciencias, algún día llegarás a estar capacitado para formar parte de esa "secta", y quizá, con un poco de suerte, seas de los que piensa como Rutherford (sin menospreciar a los camareros): "Si le explicas a un camarero lo que estás haciendo y no lo entiende, lo pobre no es el camarero, sino lo que estás haciendo".
1- Cómo 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.
Que unos científicos formados ayuden a sus alumnos a ser tan buenos como ellos y que estos lleguen a conseguir grandes hazañas es algo que llama la atención y es interesante ya que el conocimiento se va pasando de generación en generación. De esta manera ambos científicos tanto alumno como profesor aprenden el uno del otro y es interesante pensar que así podrán llegar a impresionantes descubrimientos.
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 Física 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 es la ciencia que estudia los cambios físicos y que no cambian la naturaleza de las sustancias. Sin embargo, la química es la ciencia que estudia los cambios químicos y que sí cambian la naturaleza de dichas sustancias.
Ambas frases de este famoso científico me han sorprendido bastante ya que a Rutherford se le conoce sobre todo por su modelo atómico, lo que es considerado química y no física. En cuanto a la primer frase, creo que puede expresar que la física es un campo mucho más amplio que la química o que simplemente piensa que la química no tiene ningún sentido si no existe, por otra parte, la física.
La segunda frase es la propia reacción al Nobel y que la hizo de una manera irónica, como si no lo esperase y mucho menos en el campo de la química en vez de en el de la física. Aún así, creo que sus investigaciones estaban más destinadas al campo químico en vez de al físico aunque él pensara que lo contrario.
Buscando, he visto que obtuvo el Nobel por descubrir que la radiactividad iba acompañada por una desintegración de los elementos. Este descubrimiento lógicamente abarca al campo químico y no al físico por lo que veo claro que si le daban un Nobel por aquel descubrimiento, fuese el de química.
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.Trabajo opcional para subir nota: Realiza una línea de tiempo con los principales hechos científicos de este periodo.
Nikola Tesla nació el 10 de julio de 1856. Fue un inventor e ingeniero eléctrico y mecánico serbio-americano. Nikola Tesla es más conocido por sus contribuciones al diseño del sistema AC (alternating current). También inventó la radio y el “Tesla Coil”. Es muy conocido por sus inventos en el campo del electromagnetismo entre los siglos XIX y XX.
Tesla ganó cierta experiencia en ingeniería eléctrica antes de emigrar a EEUU en 1884 trabajando para Thomas Edison. También, muy conocido por sus experimentos de alto voltaje en Nueva York y Colorado Springs.
Durante los años iniciales de distribución de electricidad, la corriente continua de Edison era el estándar para los Estados Unidos pero sin embargo Tesla se presentó con la corriente alterna. Edison que en un principio no le escuchaba cuando Tesla trabajaba para él, acabó pagándolo por no haberle escuchado.
Estas disputas son conocidas como “La Guerra de Corrientes” entre Edison (corriente continua) y Tesla (corriente alterna).
Con Marconi tuvo la disputa sobre quién en realidad había inventado la radio. se le dió finalmente el mérito a Tesla pero primeramente, Marconi se llevaba el título por ello, el Nobel, sin siquiera mencionar a Tesla. Sería después de su muerte cuando se le atribuyó el mérito de que había sido él quién había inventado la radio.
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 luz ultravioleta) emitiéndola nuevamente en forma de luz. En cambio, la fosforescencia es un proceso más lento. Las sustancias absorben la energía, almacenándola para emitirla posteriormente en forma de luz o de otro tipo de radiación electromagnética. 
4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron?
-Los rayos X son radiaciones invisibles que son capaces de atravesar ciertos cuerpos opacos como la piel y los músculos. Los rayos X fueron descubiertos por Nikola Telsa, este científico al notar en un experimento que un objeto se iluminaba cuando encendía su equipo de rayos catódicos, supuso que había unos rayos que penetraban en este objeto.Finalmente les puso el nombre de rayos X porque no sabía de dónde venían.
4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta?
-Es un fenómeno físico que presentan ciertos cuerpos y que consiste en la emisión de partículas que proceden de la desintegración espontánea del átomo.La radiactividad fue descubierta por Becquerel pero el matrimonio de Joliot y Marie Curie fue el que la estudió.4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente.
- · Alfa: Está formada por átomos de helio, están cargadas positivamente y son las menos penetrantes, como vemos en la imagen.
- · Beta: Está formada por electrones. Es más penetrante que las partículas alfa.
- · Gamma: Su radiación es electromagnética y muy energética. Es el más penetrante de los tres tipos de radiaciones.
Es decir que la menos penetrante es la menos energética, y la más penetrante la que es más
energética.
energética.
4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica?
-La ley de la desintegración atómica es una ley formulada por Rutherford gracias a la cual podemos saber con precisión la vida media de los átomos radiactivos.
Observó que el uranio y otros elementos se desintegraban terminando la cadena en plomo
Examinando muestras geológicas que contengan estos elementos y plomo y conociendo el ritmo de desintegración, se puede conocer la edad de la Tierra.
4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger?
-El contador Geiger fue creado por Geiger y Rutherford en 1908, en un principio únicamente detectaba las partículas alfa y posteriormente fue mejorado y podía captar un número mayor 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 de Rutherford consistió en utilizar unas partículas alfa y él esperaba que atravesasen una fina lámina de metal sin apenas desviarse.
Para poder observar en que dirección iban las partículas se colocó una pantalla fosforescente rodeando la lámina metálica.
Los resultados no fueron los esperados. La mayor parte de las partículas atravesaban la lámina pero otra minoría se desviaba o rebotaba.
El experimento no salió bien con mica porque es un material muy grueso lo que dificultaba el paso de las partículas alfa. Con pan de oro salió bastante mejor que con la mica porque es más fino pero el resultado fue asombroso cuando se probó con platino. porque es tan fino que las partículas podían atravesarlo muy facilmente.
Con la frase: "Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara". Rutherford con esta frase quiere decir que es imposible que una partícula hiciese lo ocurrido durante el experimento.
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 le ocurriría a los protones si no existiera dicha interacción)? ¿Qué son las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza?
El modelo atómico de Rutherford se basa en que los electrones se mueven en órbitas circulares y tienen una aceleración normal.
Según Rutherford el átomo está formado por el núcleo y la corteza:
· El núcleo central contiene los protones y neutrones (carga positiva).
· La corteza que está formada por los electrones y estos giran alrededor del núcleo en órbitas circulares
Sus limitaciones: Este modelo no puede ser estable según la teoría de Maxwell porque los electrones al girar alrededor del núcleo deberían de caer al núcleo a consecuencia de que son acelerados, emiten radiación electromagnética y pierden energía.
Esto hace que el átomo sea muy inestable.
El equipo de Rutherford se puede considerar el padre de la interacción porque por este equipo hemos llegado a saber que se produce una fuerza que es la que hace que los núcleos puedan permanecer unidos y que no se separen.
Si no existiera esa interacción los núcleos no permanecerían unidos y el átomo sería muy inestable.
Los 4 tipos de interacciones fundamentales son:
- La interacción nuclear fuerte: Es la fuerza que se ocupa de mantener a los neutrones y protones juntos venciendo a la fuerza electromagnética.
Esta interacción es la más fuerte de las cuatro.
- La interacción nuclear débil: Esta interacción produce la radioactividad y el "decaimiento beta" (una conversión del neutrón en un protón). Su magnitud es menor que la interacción fuerte y es de muy corto alcance
- La interacción electromagnética: La fuerza electromagnética es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Es la fuerza ejercida entre dos cuerpos con carga eléctrica. Si tiene la misma carga se repelen y si tiene carga de signo opuesto se atraen
- La interacción gravitatoria: Esta interacción es la más débil de las cuatro, afecta a todos los tipos de partículas, independiendo de su carga eléctrica. Es la fuerza que atrae un cuerpo a otro y su alcance es infinito.
7- Crea tu propio "escudo científico" (buscando tu propio lema científico) tal y como hizo Rutherford al ser nombrado barón.
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