Colegio El Valle Sanchinarro

Dpto. Ciencias Asignatura: FyQ 3º ESO

Ficha 13Modelo atómico de Thomson

Revisado:12/05/2023 Páginas: 1/3

1.1 IntroducciónEn 1864 Willian Crookes descubre una radiación luminosa que se produce en

un tubo que contenía un gas a baja presión, después de realizar una descarga de bajo voltaje. Esta observación origino la curiosidad necesaria para el descubrimiento de otros tipos de radiaciones, tales como los rayos catódicos, rayos canales, rayos X, radioactividad.

Los estudios sobre descargas eléctricas en tubos de gases a baja presión fueron una verdadera revolución en el mundo científico de aquel entonces; estimularon la curiosidad de la comunidad científica, realizándose muchos experimentos, lo cual propició un avance enorme en la teoría sobre la estructura del átomo, en definitiva de la materia.

1.2 Recordatorio

Recordemos que un sistema material es cualquier porción de espacio que se aísla para realizar su estudio.

Esta definición implica dos aspectos fundamentales:1.- No se aísla por capricho, sino para reducir al máximo las interferencias externas. 2.- Debemos tener la mayor certeza posible sobre el contenido de la parte aislada.

Con ello conseguimos que, por una parte, los resultados experimentales obtenidos se deban exclusivamente a lo contenido, y por otra, que nos resulte más sencillo controlar nuestro sistema y los experimentos realizados con él.

1.2 Descargas en tubos de gases a baja presiónA medida que nos introducimos en la estructura interna de la materia los

experimentos, necesariamente deben ser más finos, más ingeniosos, y en la mayor parte de los casos más complicados teórica y técnicamente.

Fundamento teórico del experimento: Los gases son aislantes para voltajes bajos, sin embargo, frente a voltajes elevados (15000 voltios) se vuelven conductores

Descripción del tubo de descarga

Recipiente tubular de vidrio al que se le ha practicado el vacío y se le ha rellenado con muy poca cantidad (es decir, a presión muy baja) de un gas conocido.

Con esto conseguimos conocer el contenido de nuestro sistema material y reducir las interferencias del propio gas, pues colocamos muy poca cantidad. Una placa circular donde se ha practicado un orificio lo divide en dos compartimentos. El tubo está conectado a una bomba de vacío.

En cada extremo del tubo se coloca un borne, y los conectamos a sendos polos de un generador: llamamos cátodo al borne negativo, y ánodo al positivo.

En el lado del ánodo o a lo largo del tubo, como en el caso del esquema mostrado, se coloca una pantalla fluorescente capaz de detectar fluorescencia.

Lleva colocadas, a los costados del tubo, después de la placa circular, un par de placas conectadas a los polos de la corriente, que se pueden activar o no, con el objeto de crear un campo magnético.

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SECUENCIA DEL EXPERIMENTO Y CONCLUSIONES A CADA PASO

Por la descripción anterior, el tubo apagado tendría el siguiente aspecto:

Cuando encendemos el interruptor de modo que comience a pasar corriente tendremos la siguiente situación

Observaciones

1.- La poca cantidad de gas contenida es capaz de conducir la corriente, lo cual queda reflejado con un haz de luz de colores en la pantalla fluorescente. La luminosidad proviene del cátodo (borne negativo), por lo que los llaman rayos catódicos.2.- Los rayos catódicos se propagan en línea recta.3.- La emisión de los rayos no depende del gas contenido, pues la experiencia se realiza con diversos gases y el resultado en cuanto a la emisión es la misma. Por ello deducimos que las partículas emitidas, los rayos catódicos, son componentes de los átomos, a las que llamamos partículas subatómicas.4.- Los colores de los rayos varían para cada gas, por lo que podría servir como método para identificar sustancias.

Cuando activamos el campo magnético lateral nos encontramos con lo siguiente:

Observaciones5.- Se desvían por la acción de un campo magnético y además lo hacen hacia el polo positivo de dicho campo, por lo que tendrán naturaleza eléctrica negativa.

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Interponiendo un objeto metálico opaco (una rendija, una cruz) en el camino de los rayos:

Observaciones6.- Los rayos catódicos proyectan una sombra en la pared opuesta al cátodo, por lo que se trataba de partículas que poseían masa; las que no pasaron chocaron con la pared opaca.

7.- Interponiendo una barra de mica en su camino son capaces de ponerla al rojo vivo. Teniendo en cuenta que la mica solo funde a 1.145 - 1.400°C, deducimos que se trata de una radiación muy energética.

1. El modelo atómico de J.J.ThomsonSir Joseph John Thomson (1.856-1.940), matemático y físico

inglés. Premio Nóbel de física en 1906

El modelo que propuso Thomson entre 1.898 y 1.904, lo realizó para justificar los siguientes hechos observados en los tubos de descarga:

1.- Los rayos catódicos estaban formados por partículas cargadas negativamente. Estas partículas eran idénticas, independientemente del gas del tubo. Se les llamó electrones.

2.- Los electrones pueden extraerse de los átomos, por tanto los átomos son divisibles.

3.- Las cargas positivas, no se pueden extraer.4.- La masa del electrón es mínima comparada con la del átomo5.- .La materia es eléctricamente neutra, por lo que a tenor de los

experimentos relatados deben existir otras partículas cargadas positivamente.

Bases de la teoría o modelo de Thomson

El átomo es divisible. La estructura del átomo consiste en una esfera uniforme, compacta,

maciza, de carga positiva, una especie de nube positiva, donde se encuentran distribuidos uniformemente los electrones con su carga negativa en número tal que las cargas se compensan.

Los electrones están en reposo. (Modelo estático) La mayor parte de la masa del átomo corresponde a los protones.

Se trata del modelo conocido informalmente como el pudín de ciruelas, según el cual los electrones eran como 'ciruelas' negativas incrustadas en un 'pudín' de materia positiva.