Química - constitución de la materia

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Experimento de Thomson

Experimento de Stern y Gerlach

Utilizó un tubo de Crookes, conformado en su interior por vacío y dos electrodos (cátodo y ánodo) conectados a una fuente de voltaje, donde se evidencia un haz de luz en una pantalla fluorescente de sulfuro de zinc dentro del tubo, ya que estos rayos llamados catódicos no son visibles a simple vista. Al acercar el polo norte de un imán con carga negativa, observó que el rayo se alejó del polo. Al acercar el polo sur con carga positiva, se observó que el haz fue atraído. Este experimento demuestra que los rayos tienen carga negativa.

Hicieron pasar un haz de átomos de plata, que están constituidos con un número impar de electrones, a través de un campo magnético. Evidenciaron que la trayectoria del haz de átomos se desvió por efecto del campo magnético, dividiéndose en dos haces que impactaron en una placa de detección, a la misma distancia a uno y otro lado donde debió haber impactado el haz si no hubiera sido desviado en ninguna dirección y suponiendo que viaja en línea recta.

Si el experimento con los átomos de plata hubiera sido en un tubo al vacío a 1000 ºC, los átomos de plata estarían en su estado líquido debido a que su punto de fusión es 961,8 ºC. Al aplicar el campo magnético, el polo norte y sur separadamente, no se hubiera evidenciado también la bifurcación dirigida hacia el imán, como se observó con el haz de luz en el experimento de Thomson. Una de las razones por las cuales Thomson sólo vio la deflexión y no la división del haz de electrones por efecto del campo magnético es porque en el interior del tubo, el rayo viajaba del cátodo de naturaleza negativa al ánodo de naturaleza positiva, esto significaba que las partículas tenían una sola naturaleza: la negativa, y al aplicar el campo magnético, debían ser atraídas por el polo positivo y repelidas por el negativo. Stern y Gerlach sí pudieron observar la división porque el haz que atravesó el campo magnético era de átomos constituidos por número impar de electrones, mas no sólo de electrones. Estos átomos, por su constitución, se comportan como minúsculos imanes capaces de disponerse en el mismo sentido o en sentido opuesto al campo magnético aplicado, es decir que pueden adoptar dos valores, por esto el haz original de átomos se vio dividido en dos direcciones.

- a) Continua (sin intersticios): Si la lámina hubiera tenido esta constitución, las partículas alfa hubieran chocado con ella y no la hubieran atravesado de ninguna manera.

b) Continua y provista de carga positiva: se hubiera evidenciado que las partículas alfa al ser de naturaleza positiva, chocan con la placa y se devuelven a la fuente radioactiva que las emitió, y como es continua, no hubieran atravesado la placa.

c) Continua y provista de carga negativa: con esta constitución, las partículas alfa no hubieran atravesado de ninguna forma la placa y serían atraídas por la carga negativa de la placa de oro y probablemente se quedarían ahí estáticas.

d) Discontinua y con centros másicos cargados negativamente: La mayoría de partículas alfa con carga positiva atravesarían la placa sin experimentar desviaciones porque no llegan a las cercanías de los centros másicos negativos. Las que se acercan o tocan los centros serían atraídas por estos.