4.2 particulas alfa y formula de rutherford

FISICA MODERNA.

INTEGRANTES:

• DOMINIQUE TORO SORIANO.

• VICTOR CASTILLO SALDAÑA.

UNIVERSIDAD POLITENICA SALESIANA 1

CAPITULO 4

4.1 MODELOS ATOMICOS.

4.2 DISPERSIÓN DE PARTÍCULAS ALFA, FORMULA DE RUTHERFORD

4.3 ESPECTROS ATÓMICOS, ÁTOMO DE BOHR

4.4 DIMENSIONES NUCLEARES, ORBITAS ELECTRÓNICAS

4.5 NIVELES DE ENERGÍA

OBJETIVOS GENERALES.

• ENTENDER EL MODELO ATOMICO DERUTHERFORD .

• ENTENDER EL EXPERIMENTO DE RUTHERFORDDE LAS PARTICULAS ALFA.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

• ENTENDER EL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD

• APLICACIÓN DE LA FORMULA DERUTHERFORD

• INTRODUCCION.Podemos explicar la radiación alfa de la siguiente

manera: los núcleos atómicos son conjuntos de

protones y neutrones; a veces, un par de protones

pegados a un par de neutrones salen expulsados

del núcleo con una gran energía, a esta

combinación de dos protones con dos neutrones se

le llama partícula alfa.

y cuando tenemos un gran conjunto de estas

partículas saliendo de una muestra material

decimos que tenemos radiación alfa. Esta

combinación de un par de protones junto a un

par de neutrones también es un núcleo de helio.

• La radiación alfa, beta y gamma se diferencian por su poder de penetración en la materia: aunque los rayos alfa son muy energéticos, son frenados por una hoja de papel.

• Por otra parte, la radiación beta puede atravesar obstáculos mayores, de modo que se necesita un obstáculo de plomo con un grosor de 0.5 cm para detenerla,

• mientras que para detener a la radiación gamma se necesita un sólido de plomo de 10 cm de grosor.

Como las partículas alfa poseen una gran masa (8.000 veces mayor que la del electrón) ygran velocidad (unos 20.000 km/s),

EXPERIMENTO DE RUTHERFORD.

En 1911, E. Rutherford y sus colaboradoresbombardearon una fina lámina de oro conpartículas alfa (positivas), procedentes de unmaterial radiactivo, a gran velocidad. Elexperimento permitió observar el siguientecomportamiento en las partículas lanzadas:

¿POR QUE ESCOJIO EL ORO?

En realidad, el hecho de que el material utilizadofuera oro no es crucial para el experimento, pero eloro tiene la ventaja de que tiene poca oxidación, demodo que no incorpora otros átomos; por otraparte, la caja de plomo que se ve en la ilustraciónsirve para hacer que la radiación salga en una soladirección.Si la lámina de oro fuera de 1 micrómetro deespesor, entonces, utilizando el diámetro del átomode oro de la tabla periódica, se calcula que la láminatendrá unos 2800 átomos de espesor.

RESULTADOS.

La mayor parte de ellas atravesaron la lámina sincambiar de dirección, como era de esperar.Algunas se desviaron considerablemente. Unaspocas partículas rebotaron hacia la fuente deemisión.

El comportamiento de las partículas no podía serexplicado con el modelo de Thomson, así queRutherford lo abandonó y sugirió otro basado en elátomo nuclear

CONTROVERSIA CON EL ATOMO DE THOMSON

Si la teoría de Thomson era cierta, lo que cabíaesperar era que la mayor parte de las partículasalfa atravesarían la hoja y sólo se veríanligeramente afectadas sus trayectorias, de modoque lo que se observaría sería a las partículasalfa atravesando la susodicha hoja de oro, y elhaz de partículas se haría más ancho, como sipasáramos la luz de una lámpara por un vidrioun poco corrugado.

• De acuerdo con el Modelo de Thomson, en elcual la carga positiva de cada átomo estádistribuida de forma homogénea, las partículaspositivas que atraviesan la lámina no deberíanser apreciablemente desviadas de su trayectoriainicial. Evidentemente, esto no ocurría.

CONCLUSION DEL EXPERIMENTOEl experimento consistía en bombardear una finalámina de oro con partículas alfa (núcleos de helio).De ser correcto el modelo atómico de Thomson , elhaz de partículas debería atravesar la lámina sin sufrirdesviaciones significativas a su trayectoria. Rutherfordobservó que un alto porcentaje de partículasatravesaban la lámina sin sufrir una desviaciónapreciable, pero un cierto número de ellas eradesviado significativamente, a veces bajo ángulos dedifusión mayores de 90 grados. Tales desviaciones nopodrían ocurrir si el modelo de Thomson fuesecorrecto.(LA DESVIACION ERA 1 DE CADA 20 MILPARTICULAS ALFA)

ENTONCES DECIMOS QUE

• AL SER BOMBARDEADAS CON PARTICULAS ALFA (+) ,PASAN POR EL NUCLEO DE CARGA POSITIVA(+) PORENDE SE DESVIEN O SE ALEJEN, POR CONSECUENCIALA MAYOR CANTIDAD DE PARTICULAS PASARADECIMOS QUE EL ATOMO ES DE ESTRUCTURA VACIA ,POR ENDE LAS PARTICULAS ALFA RESTANTESCHOCAN CON LOS ELECTRONES DE CARGA NEGATIVA(-) SE ATRAEN Y PASAN EN MAYOR CANTIDAD LASPARTICULAS ALFA.

LAMINA DE OROCONTIENE MILLONES DE ATOMOS

POR EN ENDE CONCLUYO.

ESTRUCTURA INTERNA DEL ATOMO DE RUTHERFORD.

MODELO DE THOMSON.

MODELO DE RUTHERFORD.

CONCLUSIONES DEL ATOMO DE RUTHERFORD.

• LA MAYOR PARTE DE LA ESTRUCTURA DE UN ATOMO ES UN ESPACIO VACIO.

• TIENE UNA ZONA MUY PEQUEÑA AL CENTRO LLAMADA NUCLEO Y TIENE CARGA POSITIVA.

CONCIDERAR 3 EVENTOS

• OBSERVEN COMO LA MAYORIA DE LASPARTICULAS ATRAVIEZAN SIN PROBLEMA ELATOMO 1

• OTRAS SIN EMBARGO REBOTAN EN EL CENTROY REGRESAN.

• LAS ULTIMAS PASAN CERCA DEL CENTRO YSON DESVIADAS DE SU TRAYECTORIA.

DATOS A CONSIDERAR.

• TAMAÑO CARACTERISTICO DEL NUCLEO. 10−15𝑚

• TAMAÑO CARACTERISTICO DEL ATOMO .10−10𝑚

ES DECIR UNAS 100 MIL VECES MAS PEQUEÑO EL NUCLEO QUE DEL ATOMO.

PARA MAYOR ENTENDIMIENTO

NUCLEO.

ATOMO EL CAMPO DE FUTBOL ES EL ATOMO YEL NUCLEO SERIA COMO UN GRANO DEARENA.

ANIMACION

• https://www.youtube.com/watch?v=Pc0LWkUWPI8

La dispersión de Rutherford en mecánica clásica,también llamada dispersión de Couloumb, describe ladispersión de partículas eléctricamente cargadas alacercarse a un centro de dispersión que también debeestar cargado eléctricamente (experimento deRutherford). La trayectoria resultante de las partículasdispersas es una hipérbola. A partir de la distribuciónespacial de las partículas dispersas se puede concluirde qué forma está estructurado el centro de dispersión.

ECUACION DE RUTHERFORD.

• Con la denominada fórmula de dispersión de Rutherford secalcula la sección eficaz diferencial, la cual da la porción departículas que llegan a 𝑑Ω

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