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• Proceso histórico del desarrollo del modelo atómico: aportaciones de Thomson, Rutherford y Bohr; alcances y limitaciones de los modelos
Carga negativa
FIGURA 1. Representación del
modelo atómico de Thomson.
En el bloque anterior has estudiado a la materia, pensando que toda ella se constituye de partículas con ciertas propiedades. Pues bien, desde la antigüedad filósofos griegos, entre ellos Demócrito (460-370 a.n.e.), pensaban que la materia se constituía de diminutas partículas que ya no podían dividirse más; a dichas partículas les dieron el nombre de átomos que significa “indivisible”. Sin embargo, Platón y Aristóteles propusieron que no puede haber partículas indivisibles y la idea se abandonó por siglos. El concepto de átomo volvió a surgir en Europa durante el siglo XVII, aunque la teoría atómica nació en realidad entre los años 1803 y 1807 de la mano de un maestro de escuela inglés, que enseñaba tanto a niños de primaria como a jóvenes universitarios: John Dalton. Carga positiva Por increíble que parezca, en algún sentido Platón y Aristóteles tenían algo de razón, al menos los átomos de Dalton mostraban una estructura compleja. Algunas características de la materia como la carga eléctrica que estudiarás en este bloque, podían explicarse mejor si se pensaba en un átomo compuesto de fragmentos más pequeños; una parte del átomo dotada de carga positiva y el resto de carga negativa. Joseph John Thomson propuso un modelo simple de átomo, pensó en éste como si se tratara de un panqué de pasas (figura 1). El cuerpo del panque (el pan) contenía la carga positiva y las pasas eran partículas con carga negativa que en un determinado momento podían abandonar el átomo si se les suministraba energía, y como ya lo sabes, eso implica hacer algún tipo de trabajo.
Explora 1. Imagina que el átomo se ajusta al modelo de Thomson. El panqué contiene en equilibrio el número de pasas adecuado, de tal manera que la cantidad de carga positiva sea exactamente igual a la carga negativa, y el átomo sea eléctricamente neutro. El panqué puede ganar o perder pasas , lo cual supone realizar un trabajo. Recuerda que esto puede verse reflejado en un aumento de energía cinética de las pasas. Empleando este modelo contesta las siguientes preguntas dando una explicación acorde con la ganancia o pérdida de pasas. • Cuando tomas un globo inflado y haces trabajo sobre él, frotándolo con tu cabello, el globo se carga negativamente y puede atraer pequeños trocitos de papel, ¿por qué sucede esto?
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• Piensa por el momento que cada pasa tiene una carga negativa ‘-e’. Si el panqué gana dos pasas, ¿qué carga tendrá el panqué? Recuerda que antes de la transferencia de pasas la carga total era cero. • Un panqué tiene una carga de ‘+2e’, ¿cuántas pasas perdió el panqué? Explica. 2. El principio de cuantización de la carga eléctrica dice que: • “Cualquier objeto cargado eléctricamente tendrá una cantidad de carga exactamente igual a ne donde n es un número entero”, por ejemplo: … – 2, –1, 0, 1, 2, … • ¿Es posible explicar este principio con el modelo de Thomson? Justifica tu respuesta.
