Características básicas del modelo atómico: núcleo con neutrones y plutones y electrones en órbitas. Carga eléctrica del electron

Características básicas del modelo atómico:

Un modelo atómico es una representación gráfica de la materia a nivel atómico.

Núcleo con protones y neutrones: los protones son partículas de carga eléctrica positiva, los neutrones no tienen carga. 

Electrones en órbitas: tienen carga negativa, en cada órbita sólo cabe un número preestablecido de electrones.

En física, el protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1.836 veces superior a la de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida

El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos. En un átomo, el número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es. El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno(también el átomo estable más simple posible) está formado por un único protón. Al tener igual carga, los protones se repelen entre sí. Sin embargo, pueden estar agrupados por la acción de la fuerza nuclear fuerte, que a ciertas distancias es superior a la repulsión de la fuerza electromagnetica

                                                                          

Proceso historico del desarrollo del modelo atómico aportaciones de thompson

Año	Científico	Descubrimientos experimentales	Modelo atómico
1808	John Dalton	Durante el siglo.XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos de las reacciones químicas, obteniendo las llamadas leyes clásicas de la Química.	La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.
1897	J.J. Thompson	Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.	De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positiva mente  en cuyo interior estaban incrustados los electrones. (Modelo atómico de Thomson.)
1911	E. Rutherford	Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.	Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positiva mente. (Modelo atómico de Rutherford.)
1913	Niels Bohr	Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso.	Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos. (Modelo atómico de Bohr.)

El modelo atómico de Thomson es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, quien descubrió elelectrón¹ en 1898, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un budín de pasas (o un panque).² Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una nube de carga negativa se postulaba con una nube de carga positiva. La herramienta principal con la que contó thomson para su modelo atómico fue la electricidad.

                        

                                           

La luz como particula

La luz puede considerarse formada por partículas (los fotones) o por ondas (el campo electromagnético). Ahora, por primera vez, unos investigadores han hecho un experimento que relaciona el aspecto partícula de la luz con el aspecto onda.

Cuando se intenta medir el campo electromagnético (el aspecto de onda de la luz) de un fotón, que es la partícula de la luz, se plantea una gran dificultad, puesto que el fotón es un cuanto (un paquete) de energía electromagnética, explican los investigadores de la Universidad de Nueva York en Stony Brook y de la Universidad de Oregón. Además, ¿cómo saber cuándo va a aparecer un fotón para poder medirlo? El problema no era sencillo de resolver, pero los investigadores lo han logrado con un nuevo aparato, que han denominado correlacionador onda-partícula.

Aunque la discusión sobre la naturaleza de la luz en la época moderna data de los tiempos de Newton, fue hace 100 años, con el nacimiento de la mecánica cuántica, cuando la dualidad partícula-onda de la luz surgió con toda su fuerza. A lo largo de este tiempo se han ido conociendo los aspectos de partícula y de onda de la luz. Ambos están presentes en la descripción de la realidad que hace la física moderna, con sus fluctuaciones e incertidumbres inherentes.

El método utilizado por los investigadores es complicado, y también es complicado de explicar. Se trata de una fuente de luz muy débil; en este caso, un rayo de átomos de rubidio que pasan entre dos espejos altamente reflectantes (una cavidad QED). Un láser se apunta a uno de los espejos. La cavidad así excitada absorbe la luz y la reemite. Un fotón se escapa ocasionalmente de la cavidad hacia un espejo y se detecta como partícula en un fotodiodo. Le suele seguir un segundo fotón, y la detección del primero dispara la medida de las propiedades de onda del segundo. En realidad, se miden interferencias, cuyo patrón sólo aparece después de muchas de estas medidas, condicionadas por la detección de cada fotón. Cualquier interferencia indica características de los campos electromagnéticos que las producen, y es así como se llega a medir el campo electromagnético de los fotones de esta fuente de luz, aprovechando el estado cuántico inducido en la fuente por la detección de cada fotón que se escapa.

Espectro electro magnetico

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
Espectro electromagnético : rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles, desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna hasta los rayos gamma.

Velocidad las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío con una velocidad

Frecuencia: las ondas electromagnéticas tienen una gran rango de frecuencia que van deRegión del espectro Intervalo de frecuencias (Hz) Radio-microondas 0-3.0·10 12Infrarrojo 3.0·1012-4.6·10 14 Luz visible 4.6·1014-7.5·10 14 Ultravioleta 7.5·1014-6.0·1016 Rayos X 6.0·1016-1.0·10 20 Radiación gamma 1.0·1020-....

Longitud de onda: las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta, las frecuencias inferiores tienen ondas más largas. Hay longitudes de onda que van desde 2nm a 2500 nm.

Composición y Descomposición de la luz blanca

La luz blanca es la suma de las vibraciones electromagnéticas con longitudes de onda de 350 a 750 nanómetros, se forma por saltos de los electrones en los orbitales de los átomos. La luz es partícula y onda, Newton logró descomponerla en sus colores espectrales por medio de un prisma. 

La luz se comporta como materia y como onda. La energía del Sol llega a la Tierra en forma de ondas.

La óptica estudia el comportamiento de la luz. La luz viaja en línea recta por eso nuestros ojos perciben las imágenes de forma invertida. 

En el arcoiris se descompone la luz blanca en sus distintos colores. 

La luz se refleja y por eso podemos ver incluso a los objetos que no emiten luz propia. Observa los siguientes vídeos sobre descomposición de la luz. 

Electro imán y aplicaciones de electromagnetismo

¿Qué harías sin electricidad? imagínate una vida sin Internet, televisión, luz eléctrica, microondas... en la actualidad una vida sin electricidad es prácticamente algo inconcebible. Los transformadores se utilizan para transportar la energía eléctrica y éstos funcionan gracias al electromagnetismo. 

Se le llama electromagnetismo al campo magnético que se genera eléctricamente. En la vida diaria el electromagnetismo tiene las siguientes aplicaciones.

• Electro imán se utiliza en los timbres, para separar latas y clavos en vertederos y en manipulación de planchas metálicas.
• Relé se utiliza en interruptores y conmutadores.
• Alternador máquina que sirve para generar corriente
• Dínamo se utilizan para obtener corriente continua en los carros.
• Transformador, sirve para transportar la energía
• Aparatos de medida para magnitudes eléctricas

Es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.

En 1819, el físico danes Hans Christian Ørsted descubrió que una corriente eléctrica que circula por un conductor produce un efecto magnético que puede ser detectado con la ayuda de una brújula. Basado en sus observaciones, el electricista británico WilliamSturgeon inventó el electroimán en 1825. El primer electroimán era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él. Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con un trozo de hierro de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente de una batería. Sturgeon podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala.

                                                                            

Descubrimiento de la inducción electomagnertica experimentos de Oersted y Faraday

Experimento de Christian Oersted:

    Un conductor, por el que se hace circular la corriente y bajo el cual se sitúa una brújula, tal y como muestra la figura. 

   Los fenómenos eléctricos y magnéticos fueron considerados como independientes hasta 1820, cuando su relación fue descubierta por casualidad.


Oersted estaba preparando su clase de física en la Universidad de Copenhague, una tarde del mes de abril, cuando al mover una brújula cerca de un cable que conducía corriente eléctrica notó que la aguja se deflactaba hasta quedar en una posición perpendicular a la dirección del cable. Más tarde repitió el experimento una gran cantidad de veces, confirmando el fenómeno. Por primera vez se había hallado una conexión entre la electricidad y el magnetismo, en un accidente que puede considerarse como el nacimiento del electromagnetismo. 

Experimento de Faraday: 

              Michael Faraday  se empezó a interesar en los fenómenos eléctricos y repitió en su laboratorio los experimentos tanto de Oersted como de Ampere. Una vez que entendió cabalmente el fondo físico de estos fenómenos, se planteó la siguiente cuestión: de acuerdo con los descubrimientos de Oersted y Ampere se puede obtener magnetismo de la electricidad, ¿será posible que se obtenga electricidad del magnetismo? De inmediato inició una serie de experimentos para dar respuesta a esta pregunta.