Modelo Atomico de Thomson. Todo está hecho de átomos

...

de los rayos catódicos.

Los rayos catódicos son un invento del siglo XIX, que aún podemos apreciar en tubos de neón o televisores anticuados. Su invención consistió primeramente en la construcción de un tubo de vidrio del cual se le extraería la mayor cantidad de aire posible, y con cables conectados a los extremos, en el que uno quedaría cargado positivamente (ánodo) y otro negativamente (cátodo) de tal forma que un rayo pasara a través del tubo desde estos estos cables creando una onda fluorescente.

Esta creación de los simples rayos catódicos no se quedaría ahí, porque luego se demostró que otros tipos de vidrios creaban otra clase de rayos, y que dichos rayos no podían moverse cerca de objetos sólidos, y por eso viajaban en línea recta. William Crookes junto a otros investigadores mediante experimentos argumentaron también que la naturaleza de los haces que viajaban en estos rayos tenían que ser de partículas. Esta característica favoreció a la formulación nuevas preguntas.

Unas de las más interesantes interrogantes planteadas por numerosos físicos en esa época sobre estos rayos, era que si bien conocían la existencia de una carga negativa dentro de él, se preguntaban si esta podía ser separada del rayo, ya que este tenía características de ondas y partículas a la vez.

Gracias a esta interesante proposición Thomson decide experimentar, ya que tenía una corazonada de que la carga negativa no podía ser separada de los rayos, así que este uso un tubo de vacío con un cilindro que constaba de dos extremos que conducían a electrómetros, para poder medir pequeñas cargas eléctricas, aplicando un campo magnético a este se dio cuenta de que el rayo no atravesó, deduciendo así que este fue doblado por el imán y que la carga negativa no podía ser separada del rayo porque estos estaban entrelazados.

Como todo buen científico Thomson continúo con sus investigaciones, y esta vez realizo un segundo experimento para demostrar la existencia de la carga negativa en los rayos, para este nuevo experimento incorporaría un campo eléctrico. Si bien sabía que un campo magnético presente podía desviar los rayos, numerosos de sus experimentos no dieron buenos resultados, por lo que creyó que él tubo presentaba una insuficiencia de vacío, así que este decidió construir su propio tubo de rayos catódicos, el cual presentaba un vacío casi perfecto, a mitad de este, unas placas metálicas que generaran un campo eléctrico con la función de desviar los rayos, fuera unos electroimanes que generarían el campo magnético y al final del tubo dibujo unas señales para medir la desviación de los rayos.

El experimento consistía en que los rayos salían del cátodo, atravesaban el ánodo, pasaban la parte en la que podían ser activados tanto el campo eléctrico como el campo magnético y terminaban cada uno en la parte opuesta, demostrando así que los rayos se componen de partículas que tienen una carga negativa, lo cual fue un gran descubrimiento, pero Thomson quería averiguar más sobre estas partículas, por lo que se embarcó en un tercer experimento.

En Este tercer experimento Thomson no tuvo mucho éxito ya que el objetivo del mismo era determiner la carga del electron, y este creía que dichas partículas eran demasiado pequeñas para medir su masa por lo que solo obtuvo una aproximación, deduciendo cuanto se doblaban las partículas en presencia de una campo eléctrico. Sus resultados no fueron del todo correctos pero su experimento fue uno de los más reconocidos e importantes en el mundo de la física, y este daría pie a Millikan para determinar el valor de la carga del electrón con su experimento de la gota de aceite.

El experimento realizado después del de Thomson para determinar la carga del electrón, realizado por A. Millikan consistía en un envase de vidrio que disponía de dos anillos mecánicos en la parte horizontal y que servirían para crear un campo magnético, arriba de este embace un gotero con aceite, y adentro una malla que separaría la gota en unas más pequeñas. Una vez observando las caída de las gotas y estas cargadas por el frotamiento, quedaban suspendidas en el aire por efecto del campo magnético y así se podían igualar las dos fuerzas, obteniendo así la carga de las dos micro gotas de aceite.

Posterior a estos experimentos, y ya demostrados numerosos fenómenos con ayuda de los rayos catódicos, Thomson decide presentar su modelo atómico, este suponía que los electrones se distribuía de una forma uniforme alrededor del átomo, conocido este modelo como Pastel de pasas, Thomson descubre el electrón antes que se descubrirse el protón y neutrón. En este modelo, el átomo se compone por electrones de carga negativa en una nube de carga positiva.

Pensaba que los electrones, estaban distribuidos uniformemente alrededor del átomo de tal forma que fueran iguales la carga positiva de la nube y así eléctricamente estables, en 1906 Thomson fue premiado con el novel de física por este descubrimiento.

Si pensamos que el átomo tiene una cierta energía interna, es por eso que esta energía provoca un grado de vibración de los electrones contenidos en el átomo, pero si se observa desde el punto de vista del modelo atómico de Thomson se puede afirmar que es muy energético por causa de la gran movilidad de los electrones en el “seno” de esta estructura.

Desde un punto de vista más minucioso o por decirlo así microscópico, se puede definir como una estructura estática, ya que los electrones se encuentran atrapados dentro del núcleo de la masa positiva del átomo.

Thomson, en 1897, a mitad de un experimento midió la proporción que existe entre la carga y la masa de una corriente de electrones, usando un tubo de rayos catódicos del cual obtiene un valor de 1.76x 108 Coulomb y en 1906 demuestra que el hidrógeno tiene un electrón, esto permite diversas teorías.

Antes de presentar sus famosos postulados Thomson expreso lo siguiente:

“Después de largas meditaciones acerca de los experimentos, me pareció que eran ineludibles las conclusiones siguientes”:

• Los átomos no son indivisibles; porque de ellos se pueden arrancar partículas cargadas negativamente, por la acción de fuerzas eléctricas, el choque de átomos, la luz ultravioleta o el calor.

• Todas esas partículas son iguales en cuanto a la masa y llevan la misma carga de electricidad negativa, sea cual sea la especie de átomos que salgan, y son elementos que constituyen todo átomo.

• La masa de dichas partículas es menos de un millonésimo de la masa de átomo de hidrógeno.

Siendo esto lo que pensaba