¿Por qué un nuevo modelo para explicar el comportamiento de la materia?

14 05 2012

Modelo de J.J.Thomson llamado comúnmente «budín de pasas»

La ciencia se fundamenta en los modelos. Éstos nos explican cómo son las cosas o por qué se produce un fenómeno, además de eso, nos permite hacer predicciones o crear nuevos modelos a partir de un primero. El modelo cinético de partículas mantuvo tranquilos a los científicos por un buen tiempo, ya que éste, permite explicar las propiedades y el comportamiento de la materia. Pero de repente, se encontraron con ciertos fenómenos que no podían ser explicados usando este modelo. ¿Qué sucedería entonces?, ¿el modelo es incorrecto?, ¿la materia de repente se comportaba de una forma diferente? Bueno, pues para explicar estos fenómenos era necesario formular un nuevo modelo. Uno de estos fenómenos es la descomposición de la luz blanca en diferentes colores, fenómeno descubierto por Isaac Newton en el siglo XVIII. Hasta este momento, se consideraba que la partícula más pequeña que forma toda la materia es el “átomo”, concepto introducido hacía más de 2000 años en la antigua Grecia por los filósofos Leucipo y Demócrito. Esta antigua y rescatada teoría de la materia fue retomada y complementada por el químico Jonh Dalton, quien establece ciertos postulados enfocados a explicar la formación de compuestos, más que a referirse a fenómenos físicos. La descripción de Dalton ha sido muy útil, pero aún era necesario ampliar el modelo del átomo. La historia de la física estaba a punto de dar un giro total, cuando en 1897 J.J. Thomson descubre una nueva partícula: el electrón y además demostró que era más de 1000 veces más pequeña que el átomo de hidrógeno, y que esta partícula tiene carga eléctrica negativa. ¡Qué impresión!, ¡Qué suceso tan más relevante para los científicos de esa época! ¿Sabes lo que significaba? El átomo ya no es la partícula indivisible que hasta entonces consideraban, estaba constituido por partículas más diminutas. Los científicos entonces, vuelven su interés a estudiar el átomo y descubrir si posee más partículas constituyentes, además de tratar de relacionar este nuevo conocimiento, con dar respuestas a los fenómenos que hasta entonces no habían sido explicados.  Nace también, un nuevo campo de estudio de la Física.

 





Modelo cinético de partículas

14 05 2012

Para entender cómo está formada la materia, tuvieron que pasar más de 20 siglos y esa pregunta no está resuelta del todo. En un principio existieron dos teorías. Una de ellas proponía a la materia como divisible hasta el infinito y que cada de una de las partes conservaba las características de la totalidad de la cual surgió. La otra teoría propone que la división infinita de la materia es posible hasta cierto punto y que existe una cantidad mínima de la cual parte todo. A este modelo se le llamó modelo discontinuo de la materia. Y es ahí, en la misma Grecia, que surge la idea de una partícula básica, mínima, indivisible y en constante movimiento denominada átomo. Y aunque esta idea nació hace tantísimo tiempo, no fue retomada sino más de 2000 años. Cuando se empiezan a estudiar con más detalle el estado gaseoso, los científicos son capaces de explicar el comportamiento de los gases imaginando que están formados por partículas y espacio vacío, de esta manera es posible comprender propiedades como la expansión y la compresión. Así es como surgió el modelo cinético de partículas, que más tarde se adapta a los demás estados de la materia con muy buenos resultados. Bajo esta perspectiva, debemos considerar que en la época de Newton, por ejemplo, átomo y partícula eran tratados como sinónimos, la realidad es que no lo son. En la actualidad se concibe una partícula como porción mínima de materia que conserva las características y propiedades de la totalidad de la materia que forma parte. A partir de estos estudios nace un modelo basado en la existencia de las partículas, el cual es llamado “modelo cinético de partículas”, entre sus postulados básicos están los siguientes:
Toda la materia está formada por partículas.
Las partículas se encuentran siempre en movimiento.
Las partículas interaccionan entre sí con fuerzas de mayor o menor intensidad
La distancia que existe entre partícula y partícula es muy grande en comparación con su tamaño
Los choques entre partícula-partícula y entre la partícula y la pared del recipiente en donde se encuentran ocurren sin pérdida de energía.
La energía cinética promedio de las partículas es proporcional a su temperatura.