descripcion teorica del esperimento de rutherford y el descubrimiento del neutron

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA
DE MEXICO.
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ARAGÓN.
Química en ingeniería.
Tarea 05.
Alumno: Fernández Cano Veronico David Ricardo.
No. De cuenta: 41205778-6.
Fecha de entrega: 26082013.

2. Experimento de Rutherford.
En 1911 se realizó en Manchester una experiencia encaminada a corroborar el modelo atómico de
Thomson. Fué llevada a cabo por Geiger, Marsden y Rutherford, y consistía en bombardear
con partículas alfa (núcleos del gas helio) una fina lámina de oro. El resultado esperado era que las
partículas alfa atravesasen la fina lámina sin apenas desviarse. Para observar el lugar de choque de
la partícula colocaron, detrás y a los lados de la lámina de oro, una pantalla fosforescente
Resultados esperados:
Dado que se lanzaban partículas con carga positiva y con una masa mucho mayor a los electrones,
deberían ser atraídas por dichos electrones, a la vez que serían repelidas por la carga positiva del
átomo. Sin embargo, como en el modelo atómico de Thomson las cargas positivas y negativas
estaban distribuídas uniformemente, la esfera debía ser eléctricamente neutra, y las partículas alfa
pasarían a través de la lámina sin desviarse. Y como la masa de las partículas alfa era mucho mayor
a la de los electrones, la fuerza que ejercían los electrones debería de desviar un ángulo pequeño a
las partículas, obteniendo que éstas se dispersaban ligeramente respecto de su dirección inicial.
Resultados observados:
Sin embargo, los resultados fueron sorprendentes. Tal y como esperaban, la mayor parte de las
partículas atravesó la lámina sin desviarse. Pero algunas sufrieron desviaciones grandes y, lo más
importante, un pequeño número de partículas rebotó hacia atrás.
Lo que realmente se observó fue que un gran número de las partículas lanzadas se desviaba un
pequeño ángulo, lo que cumplía las previsiones.
Sin embargo, también se observó que varias partículas eran repelidas unos ángulos enormes,
llegando algunas incluso a “dar marcha atrás” y salir en dirección contraria a donde se estaban
lanzando.
Conclusiones y modelo nuclear:
Por lo tanto, la única salida posible fue que el modelo de Thomson era erróneo, y la carga positiva
del átomo se debería concentrar en una esfera (el núcleo) de pequeño diámetro en el centro de
éste.
Con esto, se tenía que si las partículas pasaban a una distancia suficiente, se obtenía un
comportamiento similar al modelo de Thomson. Mientras que si las partículas se acercaban de
frente al núcleo, éstas deberían ser repelidas hacia atrás, que era exactamente lo que ocurría.

3. Descubrimiento del Neutrón
Fue descubierto en 1932 por James Chadwick utilizando los datos de dispersión para calcular la
masa de esta partícula neutra. Desde los tiempos de Rutherford se sabía que en la mayoría de los
átomos, el número de masa atómica A de los núcleos, es un poco más del doble del número
atómico Z, y que esencialmente toda la masa del átomo se concentraba en un relativamente
pequeño núcleo. A partir del año 1930 se suponía que las partículas fundamentales eran protones
y electrones, pero se requería que de alguna manera, un determinado número de electrones
estuvieran ligados al núcleo para cancelar parcialmente la carga de los A protones. Pero por
entonces se sabía que por el principio de incertidumbre y por los cálculos del confinamiento del
tipo de "partícula-en-una-caja", simplemente no había suficiente energía disponible para contener
los electrones en el núcleo. Así que, está claro que no hay electrones en el núcleo.
Un avance experimental llegó en 1930 con la observación por Bothe y Becker, de que
bombardeando el berilio con partículas alfa procedentes de una fuente radiactiva, producía una
radiación neutra que era penetrante pero no ionizante. Supusieron que eran rayos gamma, pero
Curie y Joliot mostraron que cuando se bombardea un blanco de parafina con esta radiación,
expulsa protones con una energía de alrededor de 5,3 MeV. Lo cual resultó ser incompatible con
los rayos gamma. Por lo que la radiación neutral debía ser algún tipo de partícula neutra.
La energía de los protones expulsados, se podía explicar fácilmente si la partícula neutra tenía una
masa comparable a la del protón.
Chadwick encaró la tarea de determinar la masa de la partícula neutra. Escogió el bombardeo de
boro con partículas alfa, y analizó la interacción de las resultantes partículas neutras con
nitrógeno. Estos objetivos particulares se eligieron en parte porque las masas del boro y el
nitrógeno eran bien conocidas. La conservación de la energía aplicada a las interacciones,
generaba otra incógnita que era la velocidad del neutrón. Suponiendo que la masa del neutrón
fuera similar a la del protón, Chadwick bombardeó átomos de hidrógeno con los neutrones
producidos, para conocer la velocidad de los protones después de las colisiones. Luego,
estableciendo la velocidad de los neutrones igual a las velocidades de los protones. Con un
consistente conjunto de experimentos, Chadwick obtuvo el primer valor de la masa del neutrón
que se asemeja bien con el valor aceptado actualmente de 939,57 MeV.