Modelos Atómicos 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 DE
RUTHERFORD .
• ENTENDER EL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
DE LAS PARTICULAS ALFA.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.
• ENTENDER EL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
• APLICACIÓN DE LA FORMULA DE
RUTHERFORD

• 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) y
gran velocidad (unos 20.000 km/s),

EXPERIMENTO DE RUTHERFORD.

EXPERIMENTO DE RUTHERFORD.
En 1911, E. Rutherford y sus colaboradores
bombardearon una fina lámina de oro con
partículas alfa (positivas), procedentes de un
material radiactivo, a gran velocidad. El
experimento permitió observar el siguiente
comportamiento en las partículas lanzadas:

¿POR QUE ESCOJIO EL ORO?
En realidad, el hecho de que el material utilizado
fuera oro no es crucial para el experimento, pero el
oro tiene la ventaja de que tiene poca oxidación, de
modo que no incorpora otros átomos; por otra
parte, la caja de plomo que se ve en la ilustración
sirve para hacer que la radiación salga en una sola
dirección.
Si la lámina de oro fuera de 1 micrómetro de
espesor, entonces, utilizando el diámetro del átomo
de oro de la tabla periódica, se calcula que la lámina
tendrá unos 2800 átomos de espesor.

RESULTADOS.
La mayor parte de ellas atravesaron la lámina sin
cambiar de dirección, como era de esperar.
Algunas se desviaron considerablemente. Unas
pocas partículas rebotaron hacia la fuente de
emisión.
El comportamiento de las partículas no podía ser
explicado con el modelo de Thomson, así que
Rutherford lo abandonó y sugirió otro basado en el
átomo nuclear

CONTROVERSIA CON EL ATOMO DE THOMSON
Si la teoría de Thomson era cierta, lo que cabía
esperar era que la mayor parte de las partículas
alfa atravesarían la hoja y sólo se verían
ligeramente afectadas sus trayectorias, de modo
que lo que se observaría sería a las partículas
alfa atravesando la susodicha hoja de oro, y el
haz de partículas se haría más ancho, como si
pasáramos la luz de una lámpara por un vidrio
un poco corrugado.

• De acuerdo con el Modelo de Thomson, en el
cual la carga positiva de cada átomo está
distribuida de forma homogénea, las partículas
positivas que atraviesan la lámina no deberían
ser apreciablemente desviadas de su trayectoria
inicial. Evidentemente, esto no ocurría.

CONCLUSION DEL EXPERIMENTO
El experimento consistía en bombardear una fina
lámina de oro con partículas alfa (núcleos de helio).
De ser correcto el modelo atómico de Thomson , el
haz de partículas debería atravesar la lámina sin sufrir
desviaciones significativas a su trayectoria. Rutherford
observó que un alto porcentaje de partículas
atravesaban la lámina sin sufrir una desviación
apreciable, pero un cierto número de ellas era
desviado significativamente, a veces bajo ángulos de
difusión mayores de 90 grados. Tales desviaciones no
podrían ocurrir si el modelo de Thomson fuese
correcto.(LA DESVIACION ERA 1 DE CADA 20 MIL
PARTICULAS ALFA)

ENTONCES DECIMOS QUE
• AL SER BOMBARDEADAS CON PARTICULAS ALFA (+) ,
PASAN POR EL NUCLEO DE CARGA POSITIVA(+) POR
ENDE SE DESVIEN O SE ALEJEN, POR CONSECUENCIA
LA MAYOR CANTIDAD DE PARTICULAS PASARA
DECIMOS QUE EL ATOMO ES DE ESTRUCTURA VACIA ,
POR ENDE LAS PARTICULAS ALFA RESTANTES
CHOCAN CON LOS ELECTRONES DE CARGA NEGATIVA
(-) SE ATRAEN Y PASAN EN MAYOR CANTIDAD LAS
PARTICULAS ALFA.

LAMINA DE ORO
CONTIENE 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 LAS
PARTICULAS ATRAVIEZAN SIN PROBLEMA EL
ATOMO 1
• OTRAS SIN EMBARGO REBOTAN EN EL CENTRO
Y REGRESAN.
• LAS ULTIMAS PASAN CERCA DEL CENTRO Y
SON DESVIADAS DE SU TRAYECTORIA.

DATOS A CONSIDERAR.
• TAMAÑO CARACTERISTICO DEL NUCLEO.
10−15
𝑚
• TAMAÑO CARACTERISTICO DEL ATOMO .
10−10
𝑚
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 Y
EL NUCLEO SERIA COMO UN GRANO DE
ARENA.

ANIMACION
• https://www.youtube.com/watch?v=Pc0LWkU
WPI8

La dispersión de Rutherford en mecánica clásica,
también llamada dispersión de Couloumb, describe la
dispersión de partículas eléctricamente cargadas al
acercarse a un centro de dispersión que también debe
estar cargado eléctricamente (experimento de
Rutherford). La trayectoria resultante de las partículas
dispersas es una hipérbola. A partir de la distribución
espacial de las partículas dispersas se puede concluir
de qué forma está estructurado el centro de dispersión.
ECUACION DE RUTHERFORD.

• Con la denominada fórmula de dispersión de Rutherford se
calcula la sección eficaz diferencial, la cual da la porción de
partículas que llegan a 𝑑Ω

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