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PARTE 1 EL ÁTOMO Modelos atómicos ¿Cómo estudiar un modelo atómico? Experimento de Rutherford Modelo de Bohr Principio de Incertidumbre
Motivar para que los alumnos investiguen la importancia cultural de la Mecánica Cuántica y como afectó nuestro estilo de vida a partir del siglo XX.
Muchos de los experimentos llevados a cabo durante la primera mitad del siglo XX fueron hechos con métodos como este. La diferencia es que sobre láminas delgadas se hacían incidir partículas muy pequeñas que pueden hasta atravesarla. ACTIVIDAD: Seguir instrucciones visuales para hacer el experimento y consultar la próxima diapositiva.
Esta es una visión desde abajo, indicando la trayectoria del proyectil.
En 1911 Ernest Rutherford descubrió las dimensiones del núcleo atómico a través del siguiente experimento.
El experimento mostró pequeñas y regulares desviaciones de las partículas alfa, la mayoría de las veces insignificantes y, en determinadas situaciones, muy bruscas.
Motivar a los alumnos para que investiguen sobre la vida y obra de este interesante científico.
Esto implica que la fuerza eléctrica es 1039 veces más poderosa que la gravitatoria, en igualdad de condiciones. Eso explica la ligazón netamente eléctrica entre núcleo y electrones. El modelo de Bohr es mucho más completo.
Unir palabras con elementos del átomo de Bohr. Suele decirse que la materia que compone las cosas que nos rodean es principalmente vacío por la constitución del átomo, con un núcleo extraordinariamente pequeño en el centro, y los electrones puntuales girando alrededor. Aún cuando esta imagen no es rigurosamente correcta pues la nube electrónica en realidad ocupa todo el espacio disponible, este ejemplo ayuda a apreciar el pequeño volumen que ocupa la mayor parte de la masa atómica, contenida en el núcleo.
Estas son algunas de las maravillosas formas que toman los electrones para orbitar alrededor del núcleo. La configuración electrónica es la manera en que se van depositando los electrones en los distintos niveles atómicos.
Unir palabras con elementos de la fórmula. El postulado principal de este modelo es: el electrón se mueve, sin irradiar, en una órbita circular cuyo momento angular obedece esta relación. Esto está relacionado con la longitud de De Broglie, más adelante se explica con más detalle. Se conserva el momento angular TOTAL, es decir, la suma de todos los momentos angulares del átomo.
Si consideramos electrón en vez de positrón sólo cambiará el lado de la superficie (sería un agujero con una pendiente muy pronunciada).
La energía es negativa porque el electrón está ligado al átomo. Notar analogía con la configuración química de los átomos (El primer número corresponde al nivel energético: 1s22s22p63s2...). Para sacarle un electrón de su nivel fundamental (ionizar) es necesario entregarle por lo menos 13,6eV.
Motivar a los alumnos para que investiguen las serie de Balmer.
Recordemos que: f = c/λ
Estas transiciones tienen nombres: Lyman, Balmer, Paschen, Brackett y Pfund. RH es la constante de Rydberg y vale 1,1x107 m-1 Recordar que el nivel final (n) es siempre menor que el nivel inicial (1, 2, 3, 4 y 5).
Enunciado por primera vez en 1927 por Werner Heisenberg luego de los avances introducidos por Bohr y de Broglie en el estudio del átomo.
Puede ser instructivo instar a los estudiantes a realizar la lectura de los instrumentos analógicos ayudándose de una lupa y discutir con ellos si se logra así mayor precisión. Indicar que también hay error cuando se leen instrumentos digitales, que entregan resultados ilusoriamente exactos.
Unir elementos de la fórmula. Notar que las incertezas representan “errores” en la medida simultánea de las 2 cantidades físicas. La incerteza del momentum tiende a infinito. Son cantidades complementarias tal que cumplan con el principio.
Hacer cálculo en la pantalla (cuidando las unidades). La mínima incerteza en la velocidad sería de: Δv = 0,12Km/h, ¡¡apreciable para el ojo!!. En la realidad es de: Δv = 0,76 x10-34Km/h.