Señala las diferencias entre el modelo atómico de Thomson y el de Rutherford.
Modelo atómico de Thomson
Modelo atómico de Rutherford
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Modelos atómicos
Explicación de las ideas sobre el atomo
Demócrito y Leucipo
Dalton
Thomson
Rutherford
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Respuesta:
RESUMEN
Recientes estudios han señalado que la interpretación que dan los textos universitarios de Química General de la evolución de la ciencia, contradice los eventos históricos. El presente estudio tiene como propósito fundamental analizar en qué grado, la imagen que presentan los textos de bachillerato sobre la evolución de los modelos atómicos, concuerda con el enfoque actual de la Historia y la Filosofía de la Ciencia. Para ello se analizaron 27 textos de Química de bachillerato (16 de noveno grado y 11 de primer año de ciencias). Se utilizaron una serie de criterios racionales (Niaz, 1998) que reflejan el enfoque actual de la Filosofía de la Ciencia y que permitieron evaluar, cualitativamente, el enfoque de los textos sobre los modelos atómicos de Thomson, Rutherford y Bohr. Los resultados confirman estudios previos, en los que se observó que los textos analizados resaltan los hechos experimentales y el uso del método científico como la vía más importante para elaborar las teorías científicas. En conclusión, la mayoría de los textos desconocen los aportes de las investigaciones más recientes sobre la enseñanza de las ciencias y utilizan la historia de la ciencia con un enfoque positivista. El estudio tiene importantes implicaciones para la reforma curricular, la elaboración de textos de Química actualizados y el desarrollo de estrategias de enseñanza más significativas para estudiantes y docentes.
Respuesta:Bohr arribó a Manchester en marzo de 1912 y luego de realizar algunos experimentos sobre radioactividad sugeridos por Rutherford, comenzó a trabajar en un proyecto para cuantizar su modelo del átomo. En julio de 1912 presentó a la consideración de este investigador un primer proyecto sobre la constitución de átomos y moléculas. Para marzo de 1913 Bohr lo sometió nuevamente a la consideración de Rutherford, después de lo cual fue publicado en la revista Philosophical Magazine en julio de 1913. Los aspectos más importantes del artículo son: 1) explica los experimentos de Rutherford con partículas alfa y su teoría de la estructura del átomo; 2) describe la estabilidad paradójica que presenta el modelo de Rutherford y, aprovecha la oportunidad para descartar el modelo de Thomson:
En un intento por explicar alguna de las propiedades de la materia basado en este modelo, nos encontramos, sin embargo, con dificultades de una naturaleza seria, provenientes de la aparente inestabilidad del sistema de electrones: dificultades expresamente evitadas en modelos del átomo previamente considerados, por ejemplo, en uno propuesto por Sir J. J. Thomson (Bohr, 1913, p.2).
Para Bohr (1913), la principal diferencia entre los modelos de Rutherford y de Thomson, está en que el segundo permite a los electrones determinadas configuraciones y movimientos, para los cuales el sistema mantiene un equilibrio estable, lo cual aparentemente no existe para el modelo de Rutherford. 4) Bohr formula su postulado:
El resultado de la discusión de estas cuestiones parece ser un reconocimiento general de lo inadecuado de la electrodinámica clásica para describir la conducta de sistemas de tamaño atómico... parece necesario introducir en las leyes en cuestión una cantidad extraña a la electrodinámica clásica, es decir, la constante de Planck, o los cuantos elementales de acción como frecuentemente se llama. (Bohr, 1913, p. 2).
Explicación:Thomson 1 (T1): los rayos catódicos son partículas cargadas u ondas en el éter. El texto debe explicar que los experimentos de Thomson tenían como finalidad resolver la controversia relacionada con la naturaleza de los rayos catódicos, pues son partículas cargadas (átomos, iones, moléculas) u ondas en el éter. Este criterio permite visualizar la investigación científica como la competencia entre programas rivales (Achinstein, 1991; Falconer, 1987; Lakatos, 1970; Thomson, 1897).
Thomson 2 (T2): la determinación de la razón masa/carga (m/e) para decidir si los rayos catódicos eran iones o partículas universalmente cargadas. El texto debe explicar que Thomson decide medir la relación masa/carga para identificar los rayos catódicos como iones (razón no constante) o como partículas universalmente cargadas (razón constante), las que posteriormente denominó electrones (Achinstein, 1991; Niaz, 1994; Thomson, 1897).
Rutherford 1 (R1): el átomo nuclear. El texto debe explicar que los experimentos de Rutherford con partículas alfa y el modelo resultante tuvieron que competir con un programa rival, específicamente el modelo del átomo de Thomson, mencionado por los textos como "el pudín con pasas" o "uvas en gelatina" (Rutherford, 1911).
Rutherford 2 (R2): la probabilidad de grandes desviaciones es excesivamente pequeña cuando el átomo es el centro de un campo eléctrico intenso. El texto debe explicar que el argumento crucial que confirmó el apoyo al modelo de Rutherford no fue el gran ángulo de desviación de las partículas alfa (un importante hallazgo), sino más bien, el conocimiento de que únicamente, 1 de 20.000 partículas se desviaron en ángulos grandes (Herron, 1977; Millikan, 1947; Rutherford, 1911).
Rutherford 3 (R3): desviación de partículas alfa debido a dispersiones simples. El texto debe explicar que el objetivo de Thomson al postular su hipótesis de las dispersiones múltiples (multitud de pequeñas dispersiones que al sumarse hacían una gran desviación), era mantener y defender su modelo del átomo y explicar las grandes desviaciones de las partículas alfa. La rivalidad entre la hipótesis de Rutherford, de la dispersión simple basada en un choque sencillo, y la hipótesis de Thomson de las dispersiones múltiples, llevó a una agria disputa entre los defensores de ambos modelos (Crowther, 1910; Rutherford, 1911; Wilson, 1983).
Bohr 1 (B1): la estabilidad paradójica del modelo del átomo de Rutherford. El texto debe señalar que el objetivo fundamental de Bohr era explicar la estabilidad paradójica del modelo del átomo de Rutherford, el cual constituía un programa rival para su propio modelo. El aporte fundamental de Bohr fue la cuantización del modelo atómico de Rutherford. (Bohr, 1913; Lakatos, 1970; Niaz, 1994).