Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

[alexandra blanco]

en el atomo de Bohr, el cual plantea un modelo relacionado con un electron que decribe un movimiento circular uniforme alrededor del nucleo, hay algo de la teoria newtoniana que no es trivial, si tienes una explicacion me gustaria que la compartas en este foro.

especificamene la duda esta en las fuerzas que actuan en este modelo.

[[Beto]]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

Si hay algo de teoría Newtoniana, pero Bohr además de eso añade que esas órbitas están cuantizadas, es decir el electrón no puede tomar cualquier circunferencia alrededor del núcleo y empezar a dar vueltas.

¿Por qué cuantizar las órbitas?

Anteriormente ya se había intentado hacer modelos atómicos, el de Rutherford si es que no me equivoco, el problema es que no se consideraba de que al acelerar a una carga esta perdía energía (y el electrón esta acelerado por la aceleración centrípeta). La energía que pierde esta asociada al campo electromagnético que genera la carga al desplazarse, ese campo electromagnético se manifiesta como una onda electromagnética. Y la única posibilidad para que esa onda no pierda energía es de que sea una onda estacionaria, y eso solo es posible a determinadas distancias con respecto al núcleo.

Un saludo.

[alexandra blanco]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

gracias por tu respuesta y estoy de acuerdo con lo que dices, pero me gustaria saber es si el nuclo es positivo, el electron negativo, son atraidos naturalmente, entonces cual es esa fuerza y como actua esa fuerza que impide que el electron sea "tragado" por el nucleo

[[Beto]]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

gracias por tu respuesta y estoy de acuerdo con lo que dices, pero me gustaria saber es si el nuclo es positivo, el electron negativo, son atraidos naturalmente, entonces cual es esa fuerza y como actua esa fuerza que impide que el electron sea "tragado" por el nucleo

Eso es por la velocidad perpendicular a la aceleración, lo que hace la aceleración es cambiar de dirección a la velocidad por eso no cae, similar a un satélite girando alrededor de la tierra.

[alexandra blanco]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

ok, pero bueno dime algo, como puedo abordar este tema porque yo pensaba que la fuerza centripeta era la que equilibrava con la fuerza electrica de coulomb el hecho de que el electron se mantenia en la misma orbita o en ese estado.

apliame mas este razonamiento o si es errado aclaralo por favor

[Rolo]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

ok, pero bueno dime algo, como puedo abordar este tema porque yo pensaba que la fuerza centripeta era la que equilibrava con la fuerza electrica de coulomb el hecho de que el electron se mantenia en la misma orbita o en ese estado.

apliame mas este razonamiento o si es errado aclaralo por favor

Es que la fuerza centrípeta ES la fuerza electrica. Para que algo puedo describir una trayectoria circular necesita que exista una fuerza radial que apunte hacia un centro. De modo que haya una aceleración centripeta y pueda describir una trayectoria circular.

La confusión siempre se arma con los referenciales inerciales y no inerciales. Si estás en un referencial inercial (te paras en el centro del círculo y miras el electrón), entonces la única fuerza que ves que experimenta el electrón es la fuerza eléctrica que es radial y apunta hacia el centro. De modo que puede describir una trayectoria circular pues tiene una aceleración centrípeta.
Si te paras en el referencial no inercial (en el electrón), entonces experimentas la fuerza electrica hacia el centro y una fuerza ficticia radial saliente del círculo (pues ahora estás parada en un referencial acelerado por la aceleración centrípeta), pero ahora tu ves que el electron está en reposo respecto a tu referencial (y no está girando como lo veías en el otro referencial)...
En le fondo son la misma cuenta, sólo hay que tener un poco de cuidado de no mezclar las cosas...
Saludos,
Rolo

[alexandra blanco]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

si yo tengo una connfusion con este tema, pero hasta ahora tengo claro que, hay una fuerza electrica que atrae a la particula al nucleo. pero como se inicia este movimiento circular uniforme.

[Entro]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

Imagina que tu mano es el núcleo, y que tienes una piedra que es el electrón, esta piedra está atada y la pones a describir un movimiento circular. ¿Si tu estás tirando de la piedra como es que no cae a tu mano?

Precisamente porque la fuerza que esta ejerciendo está haciendo lo siguiente:

La piedra en cada punto quiere salir disparada en línea recta.

Pero tu en cada punto tiras de ella para que caiga.

Como resultado está que en cada punto lo que haces es obligarla a cambiar de dirección y la haces girar:



Por tanto solo hace falta una fuerza para hacer girar algo, en el caso de la piedra, la cuerda y la mano es la tensión de la cuerda.

En el caso del núcleo es la fuerza eléctrica.

Que el electrón de vueltas alrededor del núcleo es precisamente por la atracción que siente por él. Pero no por ello ha de caer en línea recta al núcleo.

La tierra también se ve atraida por el sol y no cae sobre el...

Que el electrón esté girando en un núcleo es una cosa sutil, pero se puede entender por conservación del momento angular.

Imagina que tu tienes un protón y lanzas un electrón cerca de él...

El protón lo captura pero pueden pasar varias cosas:

a) Que el electrón tenga mucha energía cinética y entonces el protón no lo atrae lo suficiente. Entonces el electrón varía un poco su trayectoria pero sigue su camino.

b) Que el electrón no tenga mucha energía cinética y entonces el protón lo atrae mucho y el electrón cae hacia el...

c) Que el electrón tenga la energía cinética justa para equilibrar la energía potencial de atracción con lo cual hay un equilibrio entre seguir su camino (caso a) y caer (caso b), que es.... Dar vueltas (que se puede entender como una caida y una huida eternas)

[pod]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

si yo tengo una connfusion con este tema, pero hasta ahora tengo claro que, hay una fuerza electrica que atrae a la particula al nucleo. pero como se inicia este movimiento circular uniforme.

Se inicia de la siguiente forma:

Un día un coqueto núcleo se encontraba muy solo y salió a la búsqueda de un electrón. Le dijo "electrón, electrón, eres tú muy guapo, ¿quieres unirte a mi para formar un átomo neutro, y pasarte toda tu vida en esta órbita de energía $E_n$?".

El electrón, sintió el flechazo y respondió: "¡Me encantaría! Pero resulta que tengo una energía un poco mayor de la necesaria, $E > E_n$, ¿qué hacemos?".

El núcleo, que había leído a Bohr, respondió "No pasa nada, puedes emitir tu energía sobrante en forma de un fotón cuya frecuencia vendrá dada por $h\nu = E-E_n$, de esta forma pasarás a tener la energía justa y podremos ser felices para siempre".

[[Beto]]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

"No pasa nada, puedes emitir tu energía sobrante en forma de un fotón cuya frecuencia vendrá dada por $h\nu = E-E_n$, de esta forma pasarás a tener la energía justa y podremos ser felices para siempre".

pod tenía su lado romántico

[Rolo]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

pod tenía su lado romántico

Increiblemente logra ser muy ilustrativo!
Saludos,
Rolo

[alexandra blanco]

Re: Analisis de Fuerzas (newton y coulomb)

entro, excelente explicación, de verdad mañana me toca explicar sobre el atomo de Bohr, y se que tengo que profuncizar en los temas que tienen que ver con la mecanica, ondas, etc. porque se supone que las manejo bien, sin embargo repasando mi presentacion, me encontraba con ese vacio alli, ahora bien, se que tengo varias vias para explicar este modelo, vere cual es la mas pedagogica para discutir.

pod, gracias de verdad por ese toque romantico, de verdad que Bohr me habia quitado el sueño todos estos dias, ja ja ja ja, mas nunca pense verlo desde esa optica. ja ja ja ja.