A lo largo de este año, hemos estudiado ambas dos asignaturas, física y química, siendo una tan diferente de la otra y a la vez tan relacionada una con otra
La física es
una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el
tiempo, la materia y la energía. Es una de las más antiguas
disciplinas académicas.
En cambio, la química es una ciencia que
estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así
como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones
químicas y su relación con la energía.
Además de
esto, la química trabaja directamente con la materia y su fin es
comprender el porqué de las reacciones que la rodean y por el contrario la
física pretende averiguar una explicación al universo estudiando su
unidad más simple, el átomo.
“Toda ciencia, o es física o es coleccionismo de sellos”
En esta frase se puede apreciar : 1. El desprecio y la infravaloración de todas las ciencias que no sean físca por parte de Rutherford, y por una gran mayoría de físicos y 2. La consideración de que la física engloba a todas las ciencias y la presencias de la física en todas las ciencias. A pesar de que todos sabemos que hay muchas
ciencias distintas y que cada una nos sirve para cosas o funciones
diferentes como el desarrollo de las teorías, ciencias naturales ( que dan explicaciones sobre el funcionamiento de los organismos) , sociales (desarrollo de las historia) ...etc. Es especialmente la física es la ciencia a la que podríamos llamar
“la más importante” puesto que esta engloba a un mayor numero de
cosas en comparación con las demás ciencias, aunque para poder hacer física se necesita un buen fundamento matemático y algebraico.
''He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico”
Rutherford en esta frase expresa su sorpresa e ironía al saber que había ganado un premio Nobel de química.
Esta frase se
debe a que Rutherford al igual que en el caso anterior, considera la
física como la ciencia elemental, el centro de los estudios
científicos y la rama más importante de estos, por ello en esta
frase expresó su sorpresa y su impresión al haber recibido el
premio Nobel de química y no el de física, este echo no le hizo
mucha gracia ya que él siempre se había considerado como un gran
físico y no como un gran químico.
Se cree que a Rutherford le otorgaron el premio Nobel de química por su gran descubrimiento del núcleo atómico (construyo un nuevo modelo atómico) pero esto no es cierto ya que este en realidad sería en especial una rama de la física, la física nuclear. Pero Rutherford recibió el premio Nobel debido a un trabajo realizado a raíz de las investigaciones de Becquerel y Boldwood sobre la descomposición de algunos minerales y este echo si que está más relacionado con la química, debido al estudio de la composición y estructura de la materia (en este caso , minerales). Este mismo año, Gabriel Jonas Lippmann presentó una nueva forma de representar el color en la fotografía mediante el fenómeno de la interferencia, este echo si que está directamente relacionado con la física, por ello, la Academia sueca decidió repartir estos dos premios de esta manera a la que a Rutherford en cierto modo le molestó.
Se cree que a Rutherford le otorgaron el premio Nobel de química por su gran descubrimiento del núcleo atómico (construyo un nuevo modelo atómico) pero esto no es cierto ya que este en realidad sería en especial una rama de la física, la física nuclear. Pero Rutherford recibió el premio Nobel debido a un trabajo realizado a raíz de las investigaciones de Becquerel y Boldwood sobre la descomposición de algunos minerales y este echo si que está más relacionado con la química, debido al estudio de la composición y estructura de la materia (en este caso , minerales). Este mismo año, Gabriel Jonas Lippmann presentó una nueva forma de representar el color en la fotografía mediante el fenómeno de la interferencia, este echo si que está directamente relacionado con la física, por ello, la Academia sueca decidió repartir estos dos premios de esta manera a la que a Rutherford en cierto modo le molestó.
Un científico brillante digno de nombrar fue Nikola Tesla, nacido en la actual Croacia el 10 de julio de 1856 y fue y es uno de los
inventores más importantes de la historia: la radio, las bobinas de
corriente alterna el motor de inducción, las bujías, el alternador,
el control remoto, la torre Tesla... entre otros, es considerado padre de la
corriente alterna y fundador de la industria eléctrica. Falleció el 7 de enero de 1943 en Nueva York a los 87 años de edad, dejando uno de los mayores legados en el desarrollo de la electricidad, el electromagnetismo y la ingeniería moderna. Aunque como muchos otros genios acabo olvidado y casi en la pobreza.
Con 28 años
en 1884 llegó a nueva York recomendado por uno de los socios de
Thomas Alba Edison al que conoció y con el que tuvo algunos
conflictos, ya que cuando
Tesla se fue de la empresa de Edison creó la Tesla
Electric Company,
patentando numerosas y flamantes invenciones como los generadores de
corriente alterna (CA o
AC del inglés alternating current), más eficaces, económicos y
útiles que los de corriente continua (CC o
DC del inglés direct current) de Edison, ahora su archienemigo, así comenzo la denominada Guerra de las corrientes.
Además tuvo algunos otros con el italiano Marconi ya que
Tesla dedicó algunos años de su vida al estudio de las ondas de
radio y de las altas frecuencias, además consiguió crear lámparas
fluorescentes de neón y tomó la primera fotografía en rayos X
hasta que en 1890 surgió el gran descubrimiento, hizo lucir un tubo
vacío sin cables con energía transmitida por el aire y en 1900 ya
entrado el siglo XX Marconi recibió el Premio Novel por crear la
radio, radio inventada por él pero siguiendo leyes que Tesla había
descubierto, pero no fue hasta 1943 posteriormente a la muerte de
Tesla cuando fue reconocido por la Corte Suprema como creador de la
radio.
En este capitulo se mencionan algunos de los descubrimientos que serán cruciales para el desarrolo de la sociedad del S.XX
La
fluorescencia y la fosforescencia son dos tipos de fenómenos
naturales llamados luminiscencia.
Según nos
cuenta el libro, la diferencia entre estos dos términos se basa en
que la fluorescencia es aquella radiación o luminiscencia de colores
fríos que emana de ciertos minerales al recibir la luz del sol u
otro tipo de radiación. Esta emisión de luz es más prolongada, es
decir, puede durar mucho tiempo emitiendo luz.
En cambio, la
fosforescencia es aquella radiación verdosa que emana de un objeto
sin necesidad de estar en contacto con otros rayos. En este caso, la
emisión de luz es muy corta, es decir, no suele durar más de 10
segundos.
Otro de los descubrimientos que ha supuesto un gran avance en el ámbito médico han sido los rayos X.
Son aquellas radiaciones invisibles que pueden atravesar ciertos
cuerpos opacos como la piel, los tejidos, el papel, las hojas de
aluminio, y son capaces de realizar fotografías (normalmente con
fines médicos llamadas radiografías).
Los núcleos están compuestos por protones y neutrones, que se mantienen unidos por la denominada fuerza fuerte. Algunos núcleos tienen una combinación de protones y neutrones que no conducen a una configuración estable. Estos núcleos son inestables o radiactivos. Los núcleos inestables tienden a aproximarse a la configuración estable emitiendo ciertas partículas. Los tipos de desintegración radiactiva se clasifican de acuerdo a la clase de partículas emitidas.
El
físico alemán Wilhelm
Conrad Röntgen descubrió
los rayos X en 1895, mientras experimentaba con los tubos de
Hittorff-Crookes y la bobina
de Ruhmkorff ,para
investigar la fluorescencia violeta
que producían los rayos
catódicos.
Tras cubrir el tubo con un cartón negro ,para eliminar la luz
visible, observó un débil resplandor amarillo-verdoso proveniente
de una pantalla con una capa de platino-cianuro de bario, que
desaparecía al apagar el tubo. Determinó que los rayos creaban
una radiación muy
penetrante, pero invisible, que atravesaba grandes espesores de papel
e incluso metales poco densos. Usó placas fotográficas para
demostrar que los objetos eran más o menos transparentes a los rayos
X dependiendo de su espesor y realizó la primera radiografía
humana, usando la mano de su mujer. Los llamó "rayos
incógnita", o "rayos X" porque no sabía qué eran,
solo que eran generados por los rayos catódicos al chocar contra
ciertos materiales.
 |
| primera radiografía |
Un descubrimiento tambíne nombrado fue la
radioactividad es un fenómeno físico natural por el cual algunos
cuerpos emiten energía en forma de ondas electromagnéticas o de
partículas subatómicas con propiedades similares a las de los rayos
X como la de atravesar cuerpos opacos, producir fluorescencia etc.
Como
predijeron Pierre y Marie Curie, es un producto fruto de una
agitación en los átomos de esa sustancia, en especial del núcleo atómico.
Podemos decir
que en primer lugar fue descubierta por Becquerel en el 1896. Varias
generaciones de la familia de este científico llevaban estudiando
las emisiones de la luz (fluorescencia) de algunas sustancias cuando
se exponían exclusivamente a la luz del sol. Un día mientras
Antoine Henri Becquerel ,colocó un cristal de Pechblenda encima de una placa fotográfica con
papel negro y lo expuso al sol. Al desenvolver la placa vio que esta
se encontraba velada (borrarse total o parcialmente la imagen en la placa o en el papel por la acción indebida de la luz), por la fosforescencia del cristal. Después,
probó esto mismo en días no soleados y dejo lo mismo metido en un
cajón pero esta vez con sal de Uranio por encima. La placa volvía a encontrarse
velada y este echo no pudo deberse a la fosforescencia ya que de haber sido esta, debería de haber estado expuesta al sol. Tras haber
probado esta experiencia en distintos estados físicos y químicos,
se dieron cuenta de que estos resultados no se alteraban y la única
explicación de esto era la sal de uranio que emitía “algo ”y
unos años más tarde Marie Curie llamó a este fenómeno por ese
entonces desconocido “radiación”.
Las
aportaciones del matrimonio Curie en París y de Rutherford en
Cambridge al trabajo de Becquerel fueron fundamentales ya que demostraron que la radioactividad no era resultado de una reacción
química, sino una propiedad elemental del átomo. A parte de esto,
descubrieron que con ello se podían hacer algunas aplicaciones
médicas. Cuando Pierre murió, su esposa Marie comenzó a trabajar
con Rutherford ,que fue quien estudió las radiaciones emitidas y
descubrió que habían tres tipos: los rayos o partículas alfa, beta
y gamma.
En referencia a estas tres partículas ,las
radiaciones alfa, beta y gamma son tres tipos de radiaciones
electromagnéticas clasificadas según la radioactividad de un
material.
Según el
orden energético estarían ordenadas de la siguiente manera:
- Las partículas alfa emitidas por los radionucleidos naturales no son capaces de atravesar una hoja de papel o la piel humana y se frenan en unos pocos centímetros de aire. Sin embargo, si un emisor alfa es inhalado , ingerido o entra en el organismo a través de la sangre (por ejemplo una herida) puede ser muy nocivo.
- Las partículas beta son electrones. Los de energías más bajas son detenidoss por la piel, pero la mayoría de los presentes en la radiación natural pueden atravesarla. Al igual que los emisores alfa, si un emisor beta entra en el organismo puede producir graves daños.
- Los rayos gamma son los más penetrantes de los tipos de radiación descritos. La radiación gamma suele acompañar a la beta y a veces a la alfa. Los rayos gamma atraviesan fácilmente la piel y otras sustancias orgánicas, por lo que puede causar graves daños en órganos internos. Los rayos X (*) caen en esta categoría –también son fotones– pero con una capacidad de penetración menor que los gamma.
Los núcleos están compuestos por protones y neutrones, que se mantienen unidos por la denominada fuerza fuerte. Algunos núcleos tienen una combinación de protones y neutrones que no conducen a una configuración estable. Estos núcleos son inestables o radiactivos. Los núcleos inestables tienden a aproximarse a la configuración estable emitiendo ciertas partículas. Los tipos de desintegración radiactiva se clasifican de acuerdo a la clase de partículas emitidas.
- Desintegración alfa: El elemento radiactivo de número atómico Z, emite un núcleo de Helio (dos protones y dos neutrones), el número atómico disminuye en dos unidades y el número másico en cuatro unidades, produciéndose un nuevo elemento situado en el lugar Z-2 de la Tabla Periódica.
- Desintegración beta: El núcleo del elemento radiactivo emite un electrón, en consecuencia, su número atómico aumenta en una unidad, pero el número másico no se altera. El nuevo elemento producido se encuentra el lugar Z+1 de la Tabla Periódica.
- Desintegración gamma: El núcleo del elemento radiactivo emite un fotón de alta energía, la masa y el número atómico no cambian, solamente ocurre un reajuste de los niveles de energía ocupados por los nucleones.
Existe un
método de datación utilizando el carbono -14.
El carbono-14
, 14C, es un radioisótopo del carbono y fue descubierto el 27 de
febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Se forma en las partes
altas de la atmósfera, a partir del nitrógeno. Por tanto, el
carbono 14 está presente en la atmósfera. Su núcleo contiene 6
protones y 8 neutrones. Willard Libby determinó un valor para el
periodo de semidesintegración o semivida de este isótopo: 5.568
años. Determinaciones posteriores en Cambridge produjeron un valor
de 5.730 años. Debido a su presencia en todos los materiales
orgánicos, el carbono-14 se emplea en la datación de especímenes
orgánicos.
Un dato
importante del carbono 14 es que interviene en la fosilización de
las plantas ya que las plantas, cuando hacen la fotosíntesis, fijan
en su interior carbono, y en él se incluye este isotopo. A lo largo
de toda su vida, las plantas fijan carbono 14, y lo hacen hasta el
momento en que mueren. A partir de su muerte, comienza el proceso de
fosilización y, en él, empieza el proceso inverso: el carbono 14
empieza a transformarse de nuevo en nitrógeno.
Midiendo la
cantidad de carbono 14 y de nitrógeno que hay en el fósil, se puede
conocer la edad aproximada de ese fósil.
Un contador Geiger es un instrumento que te permite medir la radioactividad de un objeto o lugar, es un detector de partículas y de radiaciones ionizantes.
El experimento por el cual Rutherford descubrió que el átomo se componía de dos partes, una de ellas tenía carga postiva y además contenía la masa del átomo.
Este
experimento fue realizado gracias a Rutherford,que dirigía a Hans
Geiger y Ernest Marsden.
El experimento consistía en bombardear con partículas alpha una lamina de mica, otra de pan de oro y después una con platino. Lo que ellos creían que iba a ocurrir era que al bombardear atravesara las laminas.
Cuando lo realizaron con la lámina de mica se dieron cuenta que como era tan gruesa rebotaban las partículas alpha. Con oro la experiencia mejoro ya que es más fina y cabía esperar que atravesase la lámina pero aún rebotaban algunas y ya fue tan sorprendente que hasta el propio Rutherford exclamó: fue tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti” Esta frase significa que no tiene sentido que eso ocurriese ya que si tirásemos balas de cañón hacia una hoja de papel esperaríamos que traspasase la hoja y quedaríamos impresionados si rebotaran.
El experimento consistía en bombardear con partículas alpha una lamina de mica, otra de pan de oro y después una con platino. Lo que ellos creían que iba a ocurrir era que al bombardear atravesara las laminas.
Cuando lo realizaron con la lámina de mica se dieron cuenta que como era tan gruesa rebotaban las partículas alpha. Con oro la experiencia mejoro ya que es más fina y cabía esperar que atravesase la lámina pero aún rebotaban algunas y ya fue tan sorprendente que hasta el propio Rutherford exclamó: fue tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti” Esta frase significa que no tiene sentido que eso ocurriese ya que si tirásemos balas de cañón hacia una hoja de papel esperaríamos que traspasase la hoja y quedaríamos impresionados si rebotaran.
El modelo atómico de Rutherford fue le primero en considerar que el átomo se formaba de dos partes, la corteza (luego llamada periferia) y el núcleo , muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y la gran mayoría de la masa del átomo.
Rutherford llego a esta conclusión después de observar lo que ocurría en su experimento,la masa del átomo se concentraba en una región pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa.
Las 4
interacciones fundamentales son estas:
La fuerza
Gravitatoria: Interacción gravitatoria. Es la más conocida de las
interacciones debido a que a grandes distancias tiene mayor impacto
que las demás.
Junto al electromagnetismo, son las interacciones que actúan a grandes distancias, pero ésta tiene solo carácter de atracción, la gravitatoria.
Es la manifestación de la deformidad que sufre el espacio tiempo por la presencia de grandes masas.
Junto al electromagnetismo, son las interacciones que actúan a grandes distancias, pero ésta tiene solo carácter de atracción, la gravitatoria.
Es la manifestación de la deformidad que sufre el espacio tiempo por la presencia de grandes masas.
La fuerza
electromagnética: El electromagnetismo es la interacción que actúa
entre partículas con carga eléctrica. Este fenómeno incluye a la
fuerza electrostática, que actúa entre cargas en reposo, y el
efecto combinado de las fuerzas eléctrica y magnética que actúan
entre cargas que se mueven una respecto a la otra.
Tiene un alcance infinito y es mucho más fuerte que la gravedad.
Tiene un alcance infinito y es mucho más fuerte que la gravedad.
La fuerza nuclear fuerte: Es la interacción que permite a los quarks unirse para
formar hadrones.
Debido a la carga positiva de los protones, para que éstos se encuentren estables en el núcleo debía existir una fuerza más fuerte que la electromagnética para retenerlos. Ahora sabemos que la verdadera causa de que los protones y neutrones no se desestabilicen es la llamada fuerza fuerte.
Debido a la carga positiva de los protones, para que éstos se encuentren estables en el núcleo debía existir una fuerza más fuerte que la electromagnética para retenerlos. Ahora sabemos que la verdadera causa de que los protones y neutrones no se desestabilicen es la llamada fuerza fuerte.
La fuerza nuclear débil: Se acopla a un tipo de carga llamada sabor que la poseen los
quarks y los leptones.
Los quarks y los leptones son los constituyentes básicos de la materia.
Esta interacción es la responsable de los cambios en la carga de estas partículas lo que producirá que decaigan en partículas más livianas.
Además es la que produce las desintegraciones beta.
Al igual que la interacción fuerte y la gravitatoria es esta una interacción únicamente atractiva.
Esta interacción es la responsable de los cambios en la carga de estas partículas lo que producirá que decaigan en partículas más livianas.
Además es la que produce las desintegraciones beta.
Al igual que la interacción fuerte y la gravitatoria es esta una interacción únicamente atractiva.
Como trabajo final se nos propone la creación de nuestro propio emblema científico
