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Pág.1 - Pág.2 - Pág.3 - Pág.4 - Pág.5 - Pág.6 - Pág.7 - Pág.8 - Pág.9 Antecedentes: el descubrimiento de la radiactividad y primeros pasos de la física atómica. El hallazgo de la radiactividad natural a finales del siglo XIX puso de manifiesto la capacidad de determinados elementos para transformarse en otros mediante procesos que producían resultados semejantes a la transmutación imaginada por los antiguos alquimistas. En 1896 Antoine Henri Becquerel después de conocer el reciente descubrimiento de la emisión de rayos X efectuado por Wilhelm Conrad Roentgen (Wilhelm Conrad Röntgen) en 1895, decidió experimentar con sustancias fluorescentes, pensando que cualquier compuesto que emitiera una fluorescencia intensa podría quizá emitir también rayos-X. Becquerel, nacido en el seno de una familia de científicos (su abuelo, Antoine César Becquerel, había trabajado en piezoelectricidad, conductividad eléctrica de metales y electroquímica; su padre, Alexandre Edmond Becquerel, había destacado en la investigación de la naturaleza de la luz, fluorescencia y fosforescencia), contaba con experiencia en sustancias fluorescentes fruto de anteriores trabajos. Entre otras seleccionó diversas sales de uranio que presentaban fluorescencia, a las que exponía a la luz solar para luego situarlas sobre placas fotográficas recubiertas por una envoltura de cartulina negra opaca. Observó que las placas se veían ennegrecidas como si hubieran sido expuestas a la luz. Si colocaba un objeto metálico entre las sales de uranio y la placa fotográfica, se marcaba su silueta. Pensó entonces que la sal de uranio absorbía de alguna forma la energía del Sol y emitía rayos semejantes a los descubiertos por Roentgen. Durante un periodo de experimentación en el que los cielos permanecieron varios días nublados Becquerel guardó juntas en un cajón las placas fotográficas y las sales de uranio, esperando a que la climatología mejorase. Reveló algunas de ellas, quizá esperando recoger unas exposiciones muy pobres y poco marcadas de algunos de sus intentos o para calibrar la sensibilidad de la película, pero para su sorpresa las imágenes eran claras y definidas. Ello significaba que la sal de uranio emitía rayos sin una fuente de energía externa. Posteriormente comprobó que dicho fenómeno se producía con cualquier sustancia que contuviese uranio, fuese fluorescente o no. Pronto se dio cuenta de que, a diferencia de los rayos-X, este nuevo tipo de emisión se veía afectada (desviada) por la presencia de campos magnéticos. Atraidos por este descubrimiento, Marie y Pierre Curie realizaron diferentes experimentos y confirmaaron confirmaron que la emisión era proporcional a la cantidad de uranio presente. Estudiando el efecto ionizador sobre el aire y otras sustancias gaseosas de diferentes compuestos de uranio, observaron que un óxido de este elemento llamado pechblenda (o uraninita) producía más emisiones que el uranio metálico. Concluyeron que la pechblenda debía contener algún otro elemento que era el responsable de aquel fenómeno al que denominaron radiactividad (radio-actividad, del latín radius=rayo). Después de un intenso trabajo descubrieron que en la pechblenda existía un nuevo elemento, al que llamaron Polonio en honor a la tierra natal de Marie Curie. Posteriormente aislaron otro elemento radiactivo al que esta vez llamaron Radio. Mientras tanto Ernest Rutherford, quien estudiaba la ionización de gases producida por los rayos-X de Roentgen, se vio atraido por la noticia del descubrimiento de los rayos de Becquerel y decidió realizar mediciones de su poder de penetración. Rutherford trabajaba en el laboratorio de Joseph John Thomson, quien había postulado en 1897 que los rayos catódicos estaban constituídos por partículas de carga negativa, conclusión a la que Jean Baptiste Perrín había llegado también en sus experimentos.
A dicha partícula se la denominó electrón (nombre griego del ámbar, resina fósil que adquiere una carga eléctrica negativa al ser frotada con un paño), término propuesto ya en 1891 por George Johnstone Stoney al analizar fenómenos electrolíticos y que se refería a la unidades de electricidad que un átomo perdía al transformarse en un ión. Rutherford observó que la radiación parecía tener más de un componente. Uno de ellos, al que denominó rayos alfa, era detenido por una delgadísima hoja de aluminio e incluso por una hoja de papel no demasiado fino (de hecho, Becquerel no detectó esos rayos ya que eran detenidos por el envoltorio de sus películas fotográficas), mientras que un segundo componente, al que llamó rayos beta era casi 100 veces más penetrante. Un tercer componente todavía más penetrante (más incluso que los rayos X), los rayos gamma, fue descubierto por Paul Ulrich Villard entre 1898 y 1900.
En 1900, después de observar que los rayos beta eran desviados por un campo magnético, Antoine Henri Becquerel, Fritz Geisel y Marie Curie llegaron a la conclusión de que estaban formados por electrones, mediante el cálculo del cociente de la energía por la masa (e/m) de las partículas responsables de los mismos. En 1902 Frederick Soddy y E.Rutherford postularon que la radiactividad era un fenómeno provocado por la desintegración atómica, en el que determinados elementos se transformaban en otros mediante un proceso que provocaba la emisión de radiación. En dicha desintegración podían generarse elementos nuevos. En 1903 Rutherford encontró que también los rayos alfa se desviaban en presencia de un campo magnético, aunque de forma mucho menos pronunciada que los rayos beta, y en sentido contrario a aquellos. Poseían por tanto carga positiva. Después de calcular su conciente e/m, y tras varios errores, en 1907 llegó a la conclusión de que eran en realidad iones de helio (cuatro veces la masa del átomo de hidrógeno) que habían perdido sus electrones.
En 1911 Rutherford descubrió el núcleo atómico al bombardear una fina lámina de oro con partículas alfa. La mayoría atravesaban la delgada capa, pero unas pocas eran desviadas e incluso rebotaban, indicando la presencia de materia sólida en el centro del átomo.
En 1914, después de que Max von Laue demostrara que los rayos X eran un tipo de radiación electromagnética al crear patrones de difracción en cristales, Rutherford comprobó que la radiación gamma se trataba de hecho de un tipo de rayos semejantes a los rayos X de Becquerel, aunque de una longitud de onda mucho más corta. Otros experimentos demostraron que cuando la emisión de radiactividad se producía bajo el efecto de un campo magnético de cierta intensidad, los rayos alfa y beta se desviaban, mientas que los rayos gamma no. Pág.1 - Pág.2 - Pág.3 - Pág.4 - Pág.5 - Pág.6 - Pág.7 - Pág.8 - Pág.9 |
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