Angel "Java" Lopez en Blog

20 de Junio, 2013


Publicado el 20 de Junio, 2013, 15:10

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En estos días se cumplen 100 años desde la recepción de un "paper" clásico de Niels Bohr:

On the Constitution of Atoms and Molecules
N. Bohr,
Dr. phil. Copenhagen
(Received July 1913)

Ver: http://web.ihep.su/dbserv/compas/src/bohr13/eng.pdf

Quisiera hoy iniciar su traducción y comentario. Si bien pienso que cualquiera interesado en el tema puede leer la traducción al inglés del enlace de arriba, también veo que al hacer la traducción y comentario voy a tener más presente el contenido de este notable "paper". Es uno de los documentos que todavía se pueden leer, que son accesibles para cualquiera que tenga algún conocimiento de la física clásica (en cambio, los "papers" de Heisenberg y Schrodinger, por poner un caso, de mediados de los veinte, pueden ser un desafío, por concisión o por usar terminología que hoy no es tan habitual).

Introducción

Para explicar los resultados de los experimentos de dispersión de rayos alfa, el profesor Rutherford ha planteado una teoría estructura de la estructura de los átomos. De acuerdo a esta teoría, el átomo consiste de un núcleo cargados positivamente rodeados por un sistema de electrones que se mantiene juntos por las fuerzas atractivas del núcleo. Es más, el núcleo se asume que es el asentamiento de la parte esencial de la masa del átomo, y que tiene dimensiones excesivamentes pequeñas comparadas con la dimensión lineal del átomo completo.

Es esencial para entender a Bohr, darse cuenta de la influencia que tuvo Rutherford sobre él. Trabajó para Rutherford en la Universidad de Manchester, en Inglaterra.

Se deduce que el número de electrones en un átomo es aproximadamente igual a la mitad del peso átomico. Este modelo tiene gran interés, pues como Rutherford ha mostrado, asumir la existencia de núcleos parece ser necesario para dar cuenta de los resultados de los experimentos de gran dispersión de los rayos alfa.

Vean que Bohr todavía habla de "rayos alfa" en vez de núcleos de helio.

En un intento de explicar alguna de las propiedades de la materia basados en este modelo atómico, nos encontramos, sin embargo, con dificultades de seria naturaleza, que aparecen de la aparente inestabilidad de un sistema de electrones: dificultades que fueron expresamente evitadas en modelos atómicos anteriores, por ejemplo, en el propuesto por Sir J.J. Thomson. De acuerdo a su teoría el átomo consiste en una esfera electrificada positivamente de manera uniforme, en la cual los electrones se mueven en órbitas circulares.

Bueno, tengo que revisar, pero tengo entendido que en el modelo de Thomson los electrones estaban mas bien fijos, como pasas en un pastel positivo.

La principal diferencia entre los modelos atómicos propuestos por Thomson y Rutherford consiste en la circunstancia de que las fuerzas que actúan sobre los electrones en el modelo atómico de Thomson permiten que haya ciertas configuraciones y movimiento de los electrones para los cuales el sistema está en un equilibrio estable; esas configuraciones, sin embargo, aparentemente no existen en el segundo modelo atómico. La naturaleza de la diferencia en cuestión será quizás más claramente vista al notar que entre las cantidades que caracterizan el primer átomo, hay una - el radio de una esfera positiva - de dimensiones de longitud y que es del mismo orden de magnitud que la extensión linear del átomo, mientras que dicha longitud no aparece entre las características del segundo modelo, esto es, las cargas y las masas del electrón y del núcleo positivo; ni tampoco puede ser determinada apelando a estas últimas cantidades.

Por lo que entiendo, "el segundo modelo" es el de Rutherfor: en éste, basado en las cargas y masas de electrón y núcleo, no aparece nada que indique el posible tamaño del átomo: los electrones podrían moverse en cualquier órbita. Y acá comienza a aparecer la "gran puntada" que quiere proponer Bohr:

La manera de considerar un problema de esta clase ha, sin embargo, sido sometido a alteraciones esenciales en los años recientes debido al desarrollo de la teoría de la radiación de energía, y a la afirmación directa de nuevas asumisiones introducidas por la teoría, encontradas por experimento en muchos diferentes fenómenos como los calores específicos, el efecto fotoeléctrico, los rayos Rontgen, etc. El resultado de la discusión de estas cuestiones parece ser una aceptación general de lo inadecuado que es el electromagnetismo clásico para describir la conducta de un sistema de tamaño atómico. Cualquiera sea la alteración en las leyes del movimiento de los electrones, parece necesario introducir en esas leyes una cantidad foránea al electromagnetismo clásico, esto es, la constante de Planck, o como es llamada frecuentemente, el cuanto de acción elemental. Con la introducción de esta cantidad la cuestión de la configuración estable de los electrones en los átomos es esencialmente modificada, pues esta constante es de tales dimensiones y magnitud que, junto con la masa y la carga de las partículas, puede determinar una longitud del orden de magnitud requerida.

Bohr adelanta la deducción del tamaño de un átomo.

Por hoy, suficiente, sigo en los siguientes posts.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Por ajlopez, en: Ciencia