TRABAJO OPCIONAL-UNIDAD DE MASA ATÓMICA, MOL Y SU RELACIÓN

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MILLIKAN

MILLIKAN


1- Explicación de la hipótesis de Symmer acerca del fluido vítreo (+) y el fluido resinoso (-) desde el punto de vista de tus conocimientos de la electrostática. Puedes incluir tus propias fotos o vídeos de pequeños experimentos electrostáticos (recuerda lo que estudiaste el año pasado en Tecnología).

• Symmer continuando con la teoría de Franklin, propuso para explicar los efectos contrarios de la electricidad (vítrea o resinosa), la admisión de dos fluídos eléctricos. Ambos fluídos actúan por repulsión (hacia si mismos) y atracción (hacia el otro). Para explicarlo postuló que cada cuerpo constaba de dos fluídos con distinta carga, si el cuerpo esta en reposo no hay ninguna carga eléctrica por lo que se mantiene en un estado neutro, pero si no si se rompe el reposo los dos fluídos con cargas distintas se separan y así aparece un fenómeno eléctrico.
• Los dos fluídos en cuestión se llamaron vítreo que posee carga positiva (+) y resinoso con carga negativa (-). Éstos tienen tendencia a reunirse de nuevo para formar el estado neutro.

VÍTREO                                                                           

  

 RESINOSO     

2- Explicar el funcionamiento de un tubo de descarga. ¿Por qué consiguió Thomson desviar los rayos catódicos? ¿Cómo influye la presión del gas enrarecido del interior?

• Thompson observó que los rayos se desviaban hacia el campo positivo, porque los rayos catódicos poseían carga negativa. (atracción de cargas), por lo que construyó un tubo de rayos catódicos con un vacio casi perfecto y uno de los extremos recubiertos lo pintó con una pintura de color fosforescente, (así ya no se desviaban) así supo que los rayos catódicos eran desviados por un campo eléctrico.
• Sabemos que los gases son buenos aislantes eléctricos, y al encerrar gases en tubos, éstos se van enrareciendo (perdiendo la presión), y ocurren distintos fenómenos, así como por ejemplo con forme disminuye la presión el gas comienza a cambiar de color.

3- Explica el modelo de Thomson del átomo e investiga por qué no es un modelo viable según los descubrimientos posteriores.

Thomson en su modelo atómico mostraba que el átomo era una masa de carga positiva en la cual estaban los electrones, que tienen carga negativa, repartidos uniformemente.
Thomson el descubridor de el electrón en 1897, propuso esta teoria sobre la estructura de un átomo en 1904, pero esta teoria no fue valida ya que mas adelante Rutherford descubriría el nucleo del átomo nucleo y mas tarde que los elementos de un átomo no estan en una masa sino en el vacio.

4- Millikan trabajó en la Universidad de Chicago a las órdenes de Albert Michelson. Describe brevemente el experimento por el que es famoso este investigador. ¿Qué es el éter? ¿Crees que su existencia sigue siendo una hipótesis viable?

Este fue uno de los experimentos mas importantes de la fisica  ya que fue considerado el primer experimento contra el éter.
Para éste experimento usarón un interferómetro que se compone de un espejo, que divide un rayo de luz en dos rayos distintos que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro.
Con esto se lograba enviar simultáneamente dos rayos de luz procedentes de la misma fuente en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales  y recogerlos en un punto común donde se encuentra un detector que crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad que tiene la luz en los dos brazos del interferómetro. Cualquier diferencia en esta velocidad provocada por la diferente dirección de movimiento de la luz con respecto al movimiento del éter sería detectada.
El éter era una sustancia líquida que se creía que ocupaba todos los espacios vacios
Con el experimento anterior Albert Michelson y Edward Molley querían demostrar la existencia del éter pero los resultados negativos de este experimento disiparon esa idea.

5- ¿Podrías explicar, según el modelo de Bohr, por qué los rayos X ionizan a las gotas de aceite?

El modelo átomico de Bohr dice que los electrones se distribuyen por capas y que cuanto mas alejadas del nucleo estén mas electrones tienen. También determina que si se le aplica una energía en forma de luz, es decir en forma de fotón, a un electrón éste pasa de su orbital a otro superior. Además, el electrón desprende un fotón cuando pasa de un orbital a otro inferior.

Asi, cuando se aplican rayos X a un átomo de aceite, sus electrones aumentan de capa y el átomo queda ionizado.

6- Describe el experimento de Millikan. Propongo el siguiente trabajo opcional: realiza el experimento en esta web y presenta los resultados que hayas obtenido (gráficas, cálculos, etc...).

El experimento de Millikan consistió en dejar caer gotas de aceite desde una cierta altura. Las gotas, como es lógico, caían por efecto de su peso, debido a la gravedad terrestre. Sin embargo, si al mismo tiempo se conectaba un campo eléctrico dirigido hacia arriba se producía una fuerza eléctrica de repulsión que tendía a hacer que la gota se moviera hacia arriba. En función del tamaño de la gota y de la fuerza eléctrica podían ocurrir tres cosas:

- Si la fuerza de atracción de la Tierra (el peso) de la gota era mayor que la de repulsión eléctrica, la gota seguía cayendo, aunque a menor velocidad.

- Si la fuerza de repulsión eléctrica era mayor que el peso, la gota de aceite invertía el sentido de su movimiento y subía.

- Si ambas fuerzas se igualaban la gota permanecía quieta en el aire.

1 EXP. Determinación del radio de la gota en ausencia de campo

DATOS
/d.aceite -> 800 kg/m3
d.aire-> 1,29 kg/m3
η-> 1,8*10-5
Fr=m*g
Fr=6πRηv
v=2R2g/9η
R=??
PROCEDIMIENTO
m*g=6πRηv
m*9,8=6*3,14*R*1,8*10-5*2*800*R2*9,8/9*1,8*10-5
R3=m*9/6*3,14*2*800
R3=m*9/30144
R3=m*2,98*10-4
R=3m*0,066

2 EXP. Determinación de la carga de la gota con el campo eléctrico conectado

DATOS
/d.aceite -> 800 kg/m3
d.aire-> 1,29 kg/m3
η-> 1,8*10-5
Fr=m*g
Fr=6πRηv
v=2R2g/9η
R=0,066
E=1,6*10-19
q=??
v=qE-p(4/3)πR3g/6πRη
2R2g/9η=qE-p(4/3)πR3g/6πRη
2*800*/9=q*1,6*10-19-800*(4/3)/6
177,78=q*1,6*10-19-177,78
q=355,5/1,6*10-19
q=2,22*10-17

7- ¿Qué es el efecto fotoeléctrico? Puedes enseñar alguna aplicación actual de este fenómeno por cuya explicación teórica, Albert Einstein, recibió el premio Nobel. Millikan también comprobó experimentalmente la hipótesis de Einstein aunque dijera de ella que "le falta una base teórica satisfactoria".

El efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones por un metal cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética. Se podría decir que es lo opuesto a los rayos X.


Un ejemplo de ello podría ser la conversión fotovoltaíca, ya que la energía que proviene del sol se transforma en energía eléctrica, absorve electrones para conseguir energía.
Por este descubrimiento Einstein obtuvo el Premio Nobel al igual que Millikan que aunque al principio tratase de demostrar mediante numerosos experimentos que Einstein se equivocaba, finalmente concluyó que no, y que el efecto fotoeléctrico descrito por Einstein era correcto.


8- ¿Por qué piensas que es interesante que los científicos pasen algunos años en otros centros de investigación distintos a los que se formaron?

Por varias razones es interesante:
Primero así adquieren más formación y más experiencia sobre la física o química.
Segundo seguramente adquirirían más conocimientos o simplemente revisarían unos ya adquiridos pero desde diferentes puntos de vista
Tercero así a su vez aumentan su prestigio y sus conocimientos.
Además hemos de decir que este fénomeno no sólo se produce en el campo de la ciencia, sino que también ocurre  en aspectos deportivos o artísticos en los que se mejora muchísimo la técnica y que, además, permite la relación con otras culturas, los diferentes tipos de opinión en una misma materia, y si además fuera en un lugar de distinta lengua a la tuya, te permitiría también aprender una lengua más o si ya la conocieras, prácticarla y por tanto mejorarla.

9- ¿Por qué es recomendable (o no) leer libros de divulgación científica?

Nos ha parecido buena idea plantear esta pregunta del siguiente modo: si fueramos alumnos que tuviesen que leer libros de divulgación científica o si fueramos un ciudadano normal:

• En caso del alumno puede ser recomendable o no. No recomendable si estuviesemos hablando de un alumno no interesado por la asignatura ni por el libro, ya que eso haría que en vez de verlo como una herramienta de ampliación de conocimientos viese el libro como una penitencia, castigo u obligación, lo que no sería nada recomendable y ni positivo para él, ya que podría llegar a coger asco u odio a la asignatura. Si sería recomendable si el alumno mostrase entusiasmo y alegría hacía la idea de leer el libro, ya que de esta forma el libro ampliaría sus conocimientos adquiridos hasta ese momento en ciencias, y además le permitiría pasar un muy buen rato, y luego hasta podría llegar a tener un tema del que pensar o del que conversar con sus compañeros.
• En el caso de un ciudadano normal, yo creo que siempre sería recomendable ya que el ciudadano siempre que elige leer un libro lo hace por su propia voluntad y no forzado. Luego esto haría que pasase un grato rato leyendo además de culturizandose y aprendeindo nuevas cosas de la ciencia, y teniendo otro tema más para reflexionar o hablar con amigos. Además que en edades adultas normalmente una persona no suele estar en contacto con la ciencia, y suele llegar al punto de olvidar los conocimientos adquiridos en el colegio, lo que le permitiría refrescar y revivir viejos momentos felices o estar en contacto con la ciencia a la vez que piensa y pone en marcha su cerebro y rompe con la rutina.

10- Construye con materiales reutilizados tu propio modelo atómico (Thomson, Rutherford o Bohr) y cuelga en tu blog un reportaje gráfico de él (foto, vídeo o vídeomontaje). A continuación os presento mi modelo de "pizza de acietunas" del átomo de Thomson:


Modelo atómico de Thomson: Dedujo que el átomo debía ser una esfera cargada positivamente que en el interior tenía incrustados los electrones.






Modelo atómico de Rutherford: Dedujo que el átomo debía estar compuesto por una corteza con electrones girando alrededor del núcleo cargado positivamente.











Modelo atómico de Bohr: Propuso que los electrones giraban alredor del núcleo en unos niveles definidos.