Simulación del experimento de Rutherford. Práctica virtual

El experimento de Rutherford, en 1911, llevó a unas conclusiones sorprendentes, como que la materia estaba prácticamente vacía, que las propiedades del mundo macroscópico no tenían que ver con las del mundo atómico y que un mismo elemento químico podía tener distinta masa atómica (isótopos). Aunque quizá no tenga la repercusión mediática merecida, no cabe la menor duda de que el experimento de Rutherford es uno de los más importantes en el mundo de la Ciencia.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Modelo atómico de Rutherford
- Vídeo: Liceoagbquimica. Modelo atómico de Rutherford


El experimento de Rutherford

- Lectura: Wikipedia. Experimento de Rutherford y UPV-Física. La estructura atómica
- Vídeo: Fercohadoken. Experimento de Rutherford


Guión de la práctica

1. Entramos en la dirección web La estructura atómica.

Cargamos el applet de la realización del experimento de Rutherford. El plugin de Java puede dar problemas, sobre todo versión 8, que refuerza los permisos de seguridad. Si no funciona, se puede consultar lo que dice el sitio oficial de Java. Otra posibilidad es descargar el applet para trabajar sin conexión.

En el apartado Actividades, recreando el experimento original de Rutherford, haremos impactar partículas alfa de una energía intermedia de 3 eV en una lámina de oro.

2. En el apartado Simulación de la experiencia de Rutherford, obtendremos resultados experimentales con partículas alfa de 3 eV en oro y número de proyectiles 20.000. Se puede obtener los resultados y la gráfica.

3. Observando los resultados experimentales, se comprueba que el número de partículas alfa impactadas con ángulo 0-1 es 19.888, no figuran las rebotadas contra la fuente de emisiones alfa, ya que no impactan en la pantalla, pero vamos a suponer que son 1, lo que coincidiría con los datos del experimento de Rutherford (1 de 20.000).

A la vista de estos datos, calcular la proporción entre el tamaño del núcleo en relación con el tamaño total del átomo. Si se tiene alguna duda, se puede consultar el documento siguiente:

- Lectura: IES "Leonardo Da Vinci. Descubrimiento del núcleo.Modelo de Rutherford

4. ¿Demostraría el experimento de Rutherford que el átomo está prácticamente vacío? ¿qué consecuencias podría tener esto sobre la materia en el Universo?

Si se tiene alguna duda de cómo contestar estas preguntas, se puede ver el vídeo siguiente:

- Vídeo: CUVSI. El átomo y el mundo están vacíos


Para saber más y ampliar conocimientos

Páginas en español:

- Lectura y aplicación: 100cia Química. El átomo de Rutherford
- Lectura y aplicación: atomTIC. Experimento de Rutherford
- Lectura y aplicación: FisQuiWeb. Rutherford. El modelo de átomo planetario  
- Lectura y aplicación: Junta de Andalucía. Experimento de Rutherford
- Lectura: La mecánica cuántica. Esparcimiento clásico de partículas
- Lectura: Paulaportfolio. El modelo de Rutherford

Páginas en inglés:

- Lectura (en inglés): Cambridge Phisics, Geiger and Marsden
- Lectura (en inglés): Molecular expressions. The Rutherford Experiment
- Lectura y descargas (en inglés): TAP. Rutherford's experiment

También se puede simular el experimento con un símil mecánico:

- Lectura (pdf en inglés): Lincoln-Sudbury Regional HIgh School. Simulation of Rutherford's Experiment
- Lectura (pdf en inglés): New Paltz Central School. Simulation of Rutherford's Gold Foil Experiment
- Lectura (pdf en inglés): Williamsburg High School. Development of atomic theory


La teoría atómica

Principios de Química y estructura de la materia