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domenica 2 marzo 2014

-I modelli atomici-

Cavolo, che cosa inquietante: il mio frigo sta facendo tutta una serie di rumorini... °3° sembra che parli...
Oh? Scusate, non centra niente ^.^"
Andiamo avanti... -.-"

Dunque... Oggi sto studiando fisica e voi ricorderete quel simpatico post sul corpo nero... bene, vi racconterò un po' quello che ci sta attorno: i modelli atomici. In realtà in classe abbiamo fatto prima i modelli atomici e poi abbiamo parlato di corpo nero ma chissene u.u
Scusate, oggi sono un po' sconclusionata...

Il modello atomico di Thomson
Il modello atomico di Thomson, detto anche "modello a panettone", venne proposto nel 1904 ovvero prima della scoperta del nucleo atomico (ipotizzato invece da Rutherford e sì, parleremo anche di questo simpatico signore).
In questo modello l'atomo è costituito da una distribuzione diffusa di carica positiva al cui interno sono presenti delle cariche negative che Thomson chiama uvette... corpuscoli! Corpuscoli ovviamente, che avevate capito? u.u"
I corpuscoli carichi negativamente controbilanciano la carica positiva motivo per cui l'atomo risulta complessivamente neutro.
Thomson riteneva che gli elettroni fossero liberi di ruotare all'interno della carica positiva, stabilizzati dalle interazioni fra gli elettroni stessi, mentre gli spettri di emissione delle varie sostanze dipendevano delle differenze di energia delle diverse orbite degli anelli


Ora, solo una cosa: sono dell'opinione che Thomson lavorasse a stomaco vuoto perché non è altrimenti possibile che un modello atomico venga chiamato "a panettone" e non solo a panettone visto che tale modello viene definito "plum pudding model" (un dolce natalizio inglese), "chocolate chip cookie model" (biscotto con le gocce di cioccolato) e pure "blueberry muffin model" (modello muffin ai mirtilli) u.u
Il modello atomico di Rutherford
Il modello atomico di Rutherford o modello atomico planetario venne ideato in seguito all'esperimento di Geiger e Mersden, diretto da Rutherford che se ne prese tutti i meriti, e per questo è noto anche come esperimento di Rutherford.
Il nuovo modello aveva caratteristiche che sarebbero rimaste costanti anche nei modelli atomici successivi come la presenza di una concentrazione di materia in un volume relativamente piccolo (il nucleo atomico) e la presenza di elettroni rotanti intorno ad esso.

-L'esperimento di Rutherford-
Il buon Rutherford però non intendeva ideare un nuovo modello atomico bensì provare la validità di quello Thomsoniano toppando alla grande: l'esperimento diede risultati contrastanti con le aspettative e portò Rutherford ad ideare un nuovo modello atomico che però non rispettava alcune leggi dell'elettrodinamica classica benché fu poi la base del modello di Bohr basato invece sulla meccanica quantistica.

Esperimento e risultati
Un fascio di particelle alfa, generate dal decadimento radioattivo del Polonio, fu diretto verso una sottile lamina d'oro circondata da una superficie ricoperta di solfuro di zinco (ZnS) usato come rivelatore poiché reagisce emettendo scintille se colpito da particelle alfa.
Secondo il modello di Thomson le particelle avrebbero dovuto deviare al massimo di pochi gradi mentre attraversavano il foglio d'oro invece Rutherford notò come l'angolo di deflessione fosse talvolta addirittura superiore a 90°.



Rutherford ipotizzò dunque che la carica positiva dell'atomo fosse concentrata in un volume molto ridotto e che di conseguenza la maggior parte del volume dell'atomo doveva essere costituito da spazio vuoto tuttavia in questo modo non venivano rispettate le leggi della fisica classica: poiché l'elettrone ruotando attorno al nucleo è soggetto ad una certa accelerazione,  esso irraggia energia elettromagnetica della stessa frequenza del suo moto di rivoluzione fino a perdere energia e ricadere verso il nucleo in un moto a spirale.
Fu Niels Bohr a risolvere il problema tramite l'introduzione di un nuovo modello atomico implicante l'uso della meccanica quantistica.

Il modello atomico di Bohr
Bohr propose un modello in cui, applicando all'atomo di Rutherford la quantizzazione dell'energia introdotta da Planck, si otteneva che:

  1. L'elettrone sottoposto alla forza di Coulomb descrive orbite circolari attorno al nucleo.
  2. Sono possibili solo le orbite il cui momento angolare risulta essere L=(nxh)/(2π) dove h è la costante di Planck del valore di 6,63.10^-34 Js
  3. Gli elettroni, pur essendo accelerati non emettono energia (motivo per cui non tendono verso il nucleo)
  4. L'energia viene emessa solo quando l'elettrone passa ad un livello energetico inferiore soddisfando il principio di conservazione dell'energia poiché un elettrone che si trovi ad un livello energetico inferiore necessiterà di un'energia minore per mantenere la sua orbita e dunque la differenze fra l'energia iniziale e quella finale viene dissipata:


\nu = \frac {|E_f - E_i|} {h}

Eccoci infine giunti al termine di questo appassionante viaggio fra i maggiori modelli atomici, vi siete divertiti? ;)
A questo punto io vi saluto e vado a sfornare la torta salata (prima che bruci) e se mai dovessi fare in casa un panettone... lo dedicherò tutto a voi

A presto! :D

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