¿Qué demostró el experimento de Rutherford?
En aquella época, los científicos imaginaban el átomo con el modelo del pudin de pasas de Thomson: la carga positiva está repartida por todo el átomo, y los electrones están dentro de ella. En un átomo así, se esperaba que las partículas alfa se desviaran muy poco.
En 1909, Rutherford y sus colaboradores Geiger y Marsden lanzaron partículas alfa contra una lámina fina de oro. Una partícula alfa es una partícula con carga positiva formada por 2 protones y 2 neutrones. Es un núcleo de helio, He2+.
| Observación | Conclusión |
|---|---|
| La mayoría de las partículas atravesó la lámina en línea recta | La mayor parte del átomo es espacio vacío |
| Unas pocas partículas se desviaron | El centro del átomo tiene una parte con carga positiva |
| Muy pocas partículas rebotaron | La masa y la carga positiva se concentran en un núcleo muy pequeño |
El radio de un núcleo es más de 10 000 veces menor que el radio de su átomo. Por eso la mayoría de las partículas pasa sin acercarse a ningún núcleo.
¿Por qué se desvían las partículas?
El núcleo positivo repele a la partícula alfa positiva según la ley de Coulomb. Cuanto más cerca del núcleo pasa una partícula, más intensa es la repulsión y mayor es la desviación. Una partícula que va directa hacia el núcleo se detiene y da la vuelta. Cuantos más protones tiene el núcleo, más intensa es la repulsión. Cuanto mayor es la energía de la partícula, menor es la desviación.
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¿Cómo se usa el simulador?
- Las partículas alfa salen hacia arriba sin parar desde la fuente marrón de la parte inferior. El núcleo está en el centro, y el círculo discontinuo que lo rodea es la capa de electrones.
- Usa el control Protones del núcleo para cambiar el número de protones de 20 a 100. El valor inicial, 79, es un núcleo de oro.
- Usa el control Energía alfa para cambiar la energía de las partículas: baja, media o alta.
- El botón Trayectoria activa y desactiva las trayectorias de las partículas.
Retos para probar en el simulador
- Con los ajustes iniciales, observa una partícula que va directa hacia el núcleo. Se detiene antes de llegar al núcleo y da la vuelta. Una partícula que pasa por un lado se desvía siguiendo una trayectoria curva.
- Pon Protones del núcleo en 20 y Energía alfa en alta. Las trayectorias son casi rectas, y pocas partículas dan la vuelta.
- Pon Protones del núcleo en 100 y Energía alfa en baja. La mayoría de las partículas se desvía con fuerza y vuelve por donde vino.
- Mantén 79 protones y arrastra el control Energía alfa de izquierda a derecha. La desviación se hace menor.
¿Cómo cambió el modelo del átomo?
| Año | Científico | Descubrimiento |
|---|---|---|
| 1897 | Thomson | Electrón |
| 1909–1911 | Rutherford | Núcleo atómico |
| 1913 | Bohr | Los electrones ocupan capas determinadas |
| 1932 | Chadwick | Neutrón |
Rutherford descubrió el núcleo, pero no explicó cómo se disponen los electrones. Bohr siguió trabajando en esta cuestión.
