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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.
Si un investigador científico forma a los estudiantes es algo que puede ser bueno para los alumnos ya que de esa manera les está enseñando una persona con mucha experiencia, pero no es necesario que la persona que enseñe será investigadora científica porque igual no tiene tanta experiencia pero puede saber lo mismo.
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?
Entre la física y la química se encuentran dos diferencias:
-Física: Es una ciencia neutral que estudia las propiedades del espacio, tiempo, materia y energía.
Su significado a variado a lo largo del tiempo, llegó a considerarse sinónimo de química, filosofía e incluso biología. La física forma una parte muy importante de la filosofía y sobretodo de las nuevas tecnologías. No es una ciencia solamente teórica, sino una ciencia también experimental. Es cierto que busca que sus resultados sean verificados mediante experimentos y que estos sirvan para realizar futuros experimentos.
-Química: Es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia. Hay diferentes tipos: la química orgánica, inorgánica, fisicoquímica, bioquímica...etc.
En este campo Ernest Rutherford recibió un premio Nobel en reconocimiento a sus investigaciones relativas a la desintegración de los elementos.
Sorprendentemente fue el de química (cosa que él no esperaba ya que la ciencia que más le importaba era la física) porque cómo bien está escrito en la definición de la misma palabra: "estudia las propiedades de la materia" y realizando la desintegración de los elementos se consigue analizarlos por completo.El no daba nada de importancia a la química y es más una vez dijo: "Toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos". Con esta idea quiere reflejar cómo se centra en la ciencia que a él más le llama la atención, la Física ya que parece que las demás solo sirven para tenerlas y conocerlas, es decir, que no son útiles. "He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico", esta fue una frase irónica de Rutherford en la que él mismo se sorprende de haber recibido un premio Nobel a la ciencia que nunca había considerado muy útil.La interpreta como una metamorfosis, una alteración.
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 fue un inventor croata que decidió dedicarse a la experimentación eléctrica. Nació en el año 1856. Descubrió la transferencia inalámbrica de energía eléctrica mediante ondas electromagnéticas, la corriente alterna, armas de energía directa, la radio (medio de comunicación), bombilla sin filamento y muchas otras cosas.
Gracias a los avances y la contribución de Tesla, la compañía Edison creció, ya que Tesla estaba empeñado en demostrar la superioridad de la corriente alterna sobre la corriente continua de Edison. A Marconi y a Edison se les acusa de robarle a Tesla sus descubrimientos, a Edison se le atribuye el descubrimiento de la electricidad y a Marconi la radio. Marconi consiguió enviar su primera señal transoceánica, gracias a numerosos avances de Tesla. El Tribunal Supremo de Estados Unidos reconocía a Tesla como pionero de la radiodifusión.
4- Responde brevemente a la siguiente serie de preguntas:
4a) ¿Qué diferencia la fluorescencia de la fosforescencia?
La fluorescencia es la propiedad que tienen algunas sustancias de reflejar luz con mayor longitud de onda que la recibida, cuando están expuestas a ciertos rayos del espectro, en cambio la fosforescencia es la propiedad que tienen algunas sustancias de reflejar luz durante un largo período de tiempo, después de cesar su exposición a una fuente luminosa.
4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron?
Los rayos x son un radiación electromagnética que atraviesa cuerpos opacos a la luz ordinaria, con mayor o menor facilidad,, produciendo detrás de ellos y en superficies convenientemente preparadas, imágenes o impresiones, que se utilizan entre otros cosas para la exploración médica. En 1895 Conrad Roentgen, experimentaba sobre la naturaleza de la electricidad en diferentes condiciones. Una de ellas era lo que ocurría con la corriente eléctrica en el vacío. Para sus experimentos empleaba lo que se conoce el tubo de Coolidge, que consistía de un ánodo y de un cátodo colocados dentro de un tubo del cual se extrae al aire para producir un vacío.
4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta?
Fenómeno físico que presentan ciertos cuerpos, consistente en la emisión de partículas o radiaciones, o de ambas a la vez, procedentes de la desintegración espontánea del átomo. El fenómeno de la radiactividad fue descubierto casualmente por Henri Becquerel en 1896. Estudiaba los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia, para lo cual colocaba un cristal de Pechblenda, mineral que contiene uranio, encima de una placa fotográfica envuelta en papel negro y las expone al sol. Cuando desenvolvía la placa la encontraba velada, hecho que atribuía a la fosforescencia del cristal.
4d) ¿Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel?
El matrimonio Curie fue importante porque fueron los que descubrieron el fenómeno que Becquerel estaba observando, por lo que pudo saber con qué estaba tratando y Rutherford consiguió clasificar los distintos tipos de radiación.
4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente.
Las radiaciones alfa son un tipo de radiación poco penetrante que puede ser detenida por una hoja de papel. En cambio en las radiaciones beta, su poder de penetración es mayor que las alfa. Pueden ser frenadas por metros de aire, una lámina de aluminio o unos cm de agua. Y por último, las radiaciones gamma, en las cuales el núcleo no pierde su identidad. Mediante esta radiación el núcleo se desprende de la energía que le sobra para pasar a otro estado de energía más baja.
4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica?
La ley de la desintegración radiactiva predice el decrecimiento con el tiempo del número de núcleos de una sustancia radiactiva dada que van quedando sin desintegrar. Sirve como método de datación geológica ya que si sabes la cantidad de desintegración radiactiva de cualquier resto.
4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger?
Un contador Geiger es un instrumento que permite medir la radiactividad de un objeto o lugar. Es un detector de partículas y 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, también llamado "experimento de la lámina de oro", fue realizado por Hans Geiger y Ernest Marsden en 1909, bajo su propia dirección.
El experimento consistió en bombardear láminas de mica, a continuación de pan de oro y por último de platino con un haz de partículas a (alpha) que se obtienen de la desintegración de una sustancia radiactiva y son partículas con doble positivo. Basándose en el modelo de Thomson lo que se esperaba era que las partículas alpha atravesasen la lámina.
Al realizarlo con una lámina de mica se dieron cuenta que no se podía esperar que desviasen a la partícula alpha ya que la mica es muy gruesa. La mica esta formada por átomos que según Thompson eran esponjitas de carga eléctrica positiva con electrones embebidos en ella compensándolas. Con oro la experiencia mejoro ya que es más fina y cabía esperar que atravesase la lámina pero aún revotaban algunas y ya fue tan sorprendente que hasta el propio Rutherford exclamó:” fue tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti” Esta frase significa que no tiene ni “pies ni cabeza” que eso ocurriese ya que si tirasemos balas de cañon hacia una hoja de papel esperaríamos que traspasase la hoja y quedaríamos impresionados si rebotase. Lo que había ocurrido era que las partículas alpha habían chocado contra partículas de elevada carga positiva.
Esto hizo a Rutherford plantearse que el rebote de las partículas alpha era causada por un choque de estas con una parte fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa y que toda la carga positiva del átomo estaba en un pequeño núcleo.
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?
Animación de un átomo según Rutherford:
Según el modelo de Rutherford, los electrones se mueven en órbitas circulares y tienen una aceleración normal. Pero en cambio, los principios del electromagnetismo que se conocían enunciaban que un electrón que estaba cargado y que es acelerado, o cuya dirección es modificada, emite o absorbe radiación electromagnética y el modelo de Rutherford se contradecía, ya que el electrón no emitía ningún tipo de radiación.
Rutherford modificó su modelo.
Describió el átomo de la siguiente manera:
Dividido en dos partes:
- La corteza (constituida por todos los electrones que giran a gran velocidad alrededor del núcleo)
- Núcleo, es muy pequeño, concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo.
A Rutherford se le considera el padre de la interacción nuclear, ya que gracias a sus investigaciones sabemos que la interacción nuclear fuerte mantiene los núcleos unidos.
Las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza son, interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.
Interacción nuclear fuerte:
Es la interacción que permite mantener a los nucleones (protones y neutrones) unidos para formar el núcleo.
Interacción nuclear débil:
Se denomina débil, ya que es 1023 veces más pequeño que la interacción nuclear fuerte. El efecto más común es el decaimiento beta y la radioactividad.
Interacción electromagnética:
Es la interacción entre las partículas con carga eléctrica. Se suele separar en dos tipos de de interacción (electrostática y magnética).
Interacción gravitatoria:
Es la más conocida de todas, es muy débil y afecta a todas las partículas. Esta hace que cualquier tipo de materia provista de energía interaccione entre sí.
