Rutherford (1871 - 1937)
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.
A la hora de comenzar a formar nuevos estudiantes que pueden acabar como futuros físicos, es muy importante que éstos posean un guía que les ayude a andar el camino hacia el conocimiento. Todo buen científico debe de proveer a sus alumnos de un enfoque práctico de las cosas y de otro teórico aunque sin estancarse en solo uno ya que si no aprenderá del otro.
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 la materia y la energía así como las leyes a las que están sujetas y la química es la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones. La diferencia fundamental reside en que la física estudia la materia “por fuera” sin transformaciones en su composición mientras que la química se dedica a estudiar la materia “por dentro” transformando sus propiedades.
“Toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos”
Creemos que Rutherford dijo esto porque la física es la ciencia que se dedica a transformar la materia de un modo visible mientras que la química lo hace cambiando sus propiedades internas y por tanto de una forma poco visible.
"He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico"
Con esta frase Rutherford quiere expresar que él es un físico al que le han entregado el premio Nobel de química, lo cual le parece que no tiene sentido. Lo cierto es que su experimento manipulaba átomos, con lo que se debe de clasificar dentro de la parte de química. Puede que fuera su único experimento químico pero es por el que le dieron el Nobel.
3-Investiga sobre la biografía de Nikola Tesla. ¿Cuáles fueron sus principales aportaciones a la Física? ¿Qué disputas científicas mantuvo con Edison y Marconi?
3-Investiga sobre la biografía de Nikola Tesla. ¿Cuáles fueron sus principales aportaciones a la Física? ¿Qué disputas científicas mantuvo con Edison y Marconi?
Físico croata, Nikola Tesla, nacido en 1856 en Similjan, la actual Croacia y el antiguo imperio Austrohúngaro, fue un niño prodigio y una mente brillante para la física. Tesla poseía una mente brillante y sus profesores no tardaron en darse cuenta de ello. En 1884 llega a Nueva York para trabajar con Edison gracias a la recomendación de un amigo de éste. Así, se pone a trabajar en la mejora de los motores de corriente continua de Edison llegando a hacerlos mucho más eficientes. Está claro que Tesla no habría hecho esto si no fuera por el dinero que supuestamente Edison le iba a entregar, dinero que nunca llegó a tener dando lugar a la “Guerra de las corrientes”, en la que Edison y Tesla compitieron para demostrar al mundo que corriente era mejor, si la continua de Edison o la Alterna de Tesla. Basándonos en nuestra situación actual, parece claro que fue Tesla y su corriente alterna los que ganaron la batalla.
Años después de este enfrentamiento Tesla trabajaba en la transmisión de energía a través del aire llegando a inventar la radio a pesar de que se considere a Marconi como el inventor de la misma. Lo cierto es que Tesla patentó la radio 15 años antes de que lo hiciera Marconi, por lo que la Corte Suprema consideró en 1943 a Tesla como inventor de la radio a pesar de las demandas y juicios que tuvo con Marconi.
Los últimos años de su vida los pasó investigando como transmitir grandes cantidades de electricidad a través del aire, proyecto que quedó abandonado por la falta de presupuesto.
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):
Tesla (1856 - 1943)
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 diferencia fundamental no es otra que su composición, en la primera se encuentran átomos de flúor mientras que en la segunda son átomos de fósforo. La fluorescencia produce una luz azulada en cuanto recibe radiación externa mientras que la fosforescencia tiene una luz verdosa que seguía aun cuando no recibía radiación externa.
Los científicos que más desarrollaron este tema fueron los Becquerel, en especial Henri Becquerel, de la tercera generación de esta familia.
4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron?
Los rayos X son radiaciones electromagnéticas descubiertas por primera vez analizando las radiaciones que emitía un tubo de rayos catódicos. Wilhem Conrad Rötgen se dio cuenta de que estas radiaciones llegaban a atravesar un gran número de obstáculos, incluyendo metales menos densos que el plomo y que ademas se podía fotografiar el elemento radiado.
4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta?
La Radiactividad es la desintegración espontanea de ciertos átomos pesados. Rutherford y su ayudante, Frederick Soddy, descubrieron que se producían tres tipos de emisiones durante esta descomposición: las alfa, formada por átomos de helio; las beta, que eran electrones; y las gamma, que era radiación electromagnética muy potente.
4d) ¿Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel?
Porque los Curie 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, beta y gamma son distintos tipos de emisiones cuando se descomponían los átomos pesados durante la radiación.
Alfa: Son átomos de helio. Poseen poca penetración, baja frecuencia y una longitud de onda muy amplia.
Beta: Son electrones. Poseen una penetración, frecuencia y longitud de onda medias
Gamma: Radiación electromagnético. Posee una penetración considerable, una muy alta frecuencia y una corta longitud de onda.
4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica?
La ley de desintegración atómica es el ritmo con que los átomos de una muestra radiactiva se desintegran. La vida media de los átomos puede variar desde unos pocos segundos a millones de años. Rutherford consiguió encontrarle una utilidad muy práctica a este asunto. Consiguiendo muestras geológicas que contuvieran estos elementos y conociendo el ritmo de descomposición de los elementos pudo establecer un límite inferior para la edad de la Tierra.
Este tipo de datación todavía se usa en la actualidad para datar múltiples objetos incluyendo restos humanos. Para estos casos, lo mejor es usar el carbono-14, un isótopo del carbono que nuestro cuerpo renueva sin querer debido a que se encuentra unido con el dióxido de carbono. Al ser inestable, en nuestro cuerpo se va transformando en Nitrógeno-14 manteniendo un nivel equilibrado entre ambos. Ahora bien, a nuestra muerte nuestro cuerpo deja de “renovar” su carbono-14 que sigue transformándose en el nitrógeno. Mediante aparatos de medición, los científicos son capaces de averiguar la cantidad de carbono-14 que hay en nuestro cuerpo y datar la fecha de muerte del individuo. Solo presenta un problema y es que se necesitan más de 400 años de descomposición para poder medirlo.
4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger?
Un contador Geiger sirve para medir la radiación presente en un objeto o lugar. El aparto funciona midiendo la energía radiactiva de partículas captadas por el receptor del medidor que está dispuesto para que solo atraviesen las partículas una a una. Está basado en el experimento de Rutherford del núcleo atómico.
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".
Experimento de Rutherford
El experimento de Rutherford fue en realidad realizado por Geiger y Mardsen, eso sí, bajo la supervisión de Rutherford. El experimento consistía en ver si las partículas alfa recién descubiertas eran capaces de atravesar pan de oro o platino. En un principio, el propio Rutherford había hecho el experimento con mica, y había visto que el haz de alfas atravesaba limpiamente la mica. Así pues, les propuso a Geiger y Mardsen que realizaran el mismo experimento pero con oro, un material mucho más fino y que probablemente daría algún resultado curioso. El experimento en si era sencillo, proyectar las alfa contra el oro y el platino y esperar que alguna partícula se desviara, cosa harto impensable. Tras horas y horas de proyectar alfas, los resultados resultaban imposibles, ¡una de cada 8000 partículas rebotaban! Rápidamente fueron a decírselo a Rutherford, quién sorprendido por el resultado, dijo su famosa frase: “es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara”. Tras este experimento se empezó a especular con que el modelo atómico de Thomson estuviera mal diseñado.
Con esta frase, Rutherford pretende, de una manera muy ilustrativa, explicar la imposibilidad de que una partícula alfa hiciera lo que hizo en 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 lo ocurriría a los protones si no existiera dicha interacción)? ¿Qué son las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza?
El modelo de Rutherford está basado en la existencia del núcleo, donde se sitúan los protones y alrededor del cual giran los electrones. El equipo de Rutherford puede considerarse el padre de la interacción nuclear por el simple hecho de que hasta entonces no se había descubierto el núcleo. Sin dicha interacción, los protones se irían todos por cualquier sitio en vez de mantenerse juntos.
Las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza son los cuatro tipos de atracciones que pueden sufrir los átomos. Son las siguientes:
A) Interacción nuclear fuerte:
Es la interacción que permite unir unas partículas elementales, llamadas quarks, para que produzcan otro tipo de partículas más complejas, los hadrones.
B) Interacción nuclear débil:
Es la interacción que permite unir unas partículas elementales, llamadas quarks y leptones, a otra.
C) Interacción electromagnética:
Es la interacción que actúa entre partículas con carga eléctrica.
D) Interacción gravitatoria:
Es la interacción que hace que cualquier tipo de materia provista de energía interaccione entre sí.
7- Crea tu propio "escudo científico" (buscando tu propio lema científico) tal y como hizo Rutherford al ser nombrado barón.Este escudo se ha construido a partir de un escudo en blanco, al que hemos añadido el símbolo de "radiación" en honor a Rutherford, una radio en honor a Tesla y el las iniciales de "corriente alterna" y "corriente contínua"
By: Álvaro's y Luis
