Código

¿Cuál es la fuente de energía de los electrones para girar alrededor del núcleo de un átomo?

¿Cómo siguen girando los electrones alrededor del núcleo sin disminuir la velocidad? esta fue una pregunta candente a principios del siglo XX, y la búsqueda de la respuesta finalmente condujo al desarrollo de la mecánica cuántica. A principios del siglo XX, después de innumerables experimentos, los físicos apenas comenzaban a armar una imagen coherente del átomo .

Se dieron cuenta de que cada átomo tenía un núcleo denso, pesado y con carga positiva rodeado por una nube de pequeños electrones con carga negativa. Con esa imagen general en mente, su próximo paso fue crear un modelo más detallado.

En los primeros intentos de este modelo, los científicos se inspiraron en el sistema solar , que tiene un «núcleo» denso (el sol ) rodeado por una «nube» de partículas más pequeñas (los planetas). Pero este modelo introdujo dos problemas significativos.

Por un lado, una partícula cargada que se acelera emite radiación electromagnética . Y debido a que los electrones son partículas cargadas y se aceleran durante sus órbitas, deberían emitir radiación. Esta emisión haría que los electrones perdieran energía y rápidamente entraran en espiral y chocaran con el núcleo, según la Universidad de Tennessee en Knoxville .(se abre en una pestaña nueva). A principios de 1900, los físicos estimaron que una espiral interna de este tipo tardaría menos de una trillonésima de segundo, o un picosegundo. Dado que los átomos obviamente viven más de un picosegundo, esto no iba a funcionar.

Un segundo problema más sutil tenía que ver con la naturaleza de la radiación. Los científicos han sabido que los átomos emiten radiación, pero lo hacen a frecuencias específicas muy discretas. Un electrón en órbita, si siguiera este modelo del sistema solar, en cambio emitiría todo tipo de longitudes de onda, contrariamente a las observaciones.

La mecánica cuántica

El famoso físico danés Niels Bohr fue la primera persona en proponer una solución a este problema. En 1913, sugirió que los electrones en un átomo no podían tener cualquier órbita que quisieran. En su lugar, tenían que fijarse en órbitas a distancias muy específicas del núcleo, según la entrada de la cita del Premio Nobel para su premio posterior.(se abre en una pestaña nueva). Además, propuso que había una distancia mínima que podía alcanzar un electrón y que no podía moverse más cerca del núcleo.

No sacó estas ideas de un sombrero. Un poco más de una década antes, el físico alemán Max Planck había propuesto que la emisión de radiación podría «cuantificarse», lo que significa que un objeto solo podría absorber o emitir radiación en partes discretas y no tener el valor que quisiera, según la referencia de HyperPhysics . página en la Universidad Estatal de Georgia(se abre en una pestaña nueva). Pero el tamaño más pequeño de estos fragmentos discretos era una constante, que llegó a conocerse como la constante de Planck. Antes de esto, los científicos pensaban que tales emisiones eran continuas, lo que significaba que las partículas podían radiar a cualquier frecuencia.

La constante de Planck tiene las mismas unidades que el momento angular, o el momento de un objeto que se mueve en un círculo. Entonces Bohr importó esta idea a los electrones que orbitan alrededor de un núcleo, diciendo que la órbita más pequeña posible de un electrón sería igual al momento angular de exactamente una constante de Planck. Las órbitas más altas podrían tener el doble de ese valor, o tres veces, o cualquier otro múltiplo entero de la constante de Planck, pero nunca una fracción de ella (por lo tanto, no 1.3 o 2.6 y así sucesivamente).

Se necesitaría el desarrollo completo de la mecánica cuántica para comprender por qué los electrones tenían una órbita tan mínima y órbitas más altas claramente definidas. Los electrones, como todas las partículas de materia, se comportan tanto como partículas como como ondas. Si bien podemos imaginar un electrón como un pequeño planeta que orbita alrededor del núcleo, podemos imaginarlo fácilmente como una onda que envuelve ese núcleo.

Las ondas en un espacio confinado tienen que obedecer reglas especiales. No pueden tener cualquier longitud de onda; deben estar hechos de ondas estacionarias que encajen dentro del espacio. Es como cuando alguien toca un instrumento musical: si sujeta los extremos de una cuerda de guitarra, por ejemplo, solo encajarán ciertas longitudes de onda, lo que le dará notas separadas. De manera similar, la onda de electrones alrededor de un núcleo tiene que encajar, y la órbita más cercana de un electrón a un núcleo viene dada por la primera onda estacionaria de ese electrón.

Los desarrollos futuros en mecánica cuántica continuarían refinando esta imagen, pero el punto básico permanece: un electrón no puede acercarse más a un núcleo porque su naturaleza mecánica cuántica no le permitirá ocupar menos espacio.

4 respuestas

  1. At the beginning, I was still puzzled. Since I read your article, I have been very impressed. It has provided a lot of innovative ideas for my thesis related to gate.io. Thank u. But I still have some doubts, can you help me? Thanks.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Más artículos:

Meteoritos Gigantes contribuyeron con la formación de los Continentes.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Curtin en Australia encontró que los continentes de la Tierra pueden haberse formado en los sitios de impactos de meteoritos, que fueron mucho más comunes en la historia temprana del sistema solar. La Tierra es actualmente el único planeta que sabemos que posee continentes y hasta ahora los investigadores no han estado completamente seguros de por qué. Estos nuevos hallazgos representan la primera evidencia sólida que respalda una hipótesis propuesta desde hace mucho tiempo de que los meteoritos están detrás de esta característica geológica única.

Leer más

Guerra entre Israel e Irán: Un Análisis Profundo del Conflicto Actual.

La tensión entre Israel e Irán ha escalado a niveles históricos en 2025, convirtiéndose en uno de los conflictos más delicados y potencialmente peligrosos del escenario global actual. Este artículo analiza los antecedentes de esta enemistad, los ataques recientes y el panorama actual con un enfoque objetivo y detallado.

Leer más

La Noche Oscura del Alma: ¿Una etapa de Desarrollo Personal?

La Noche Oscura del Alma es un período de crecimiento personal cuando una persona atraviesa una transición difícil y significativa hacia una conciencia más profunda de la vida y su lugar en ella. Esta mayor conciencia va acompañada de un doloroso desprendimiento de los marcos conceptuales anteriores, como una identidad, una relación, una carrera, un hábito o un sistema de creencias que antes les permitía construir significado en su vida.

Leer más

7 Libros que Transformarán tu Mente

En soycodigo.com, creemos en el poder de la lectura para expandir la conciencia y transformar la vida. Aquí te presentamos siete obras imprescindibles que te invitan a explorar nuevas dimensiones de pensamiento y autoconocimiento:

Deja de Ser Tú – Joe Dispenza
Una guía para reprogramar tu mente y liberarte de patrones limitantes. Dispenza combina neurociencia y espiritualidad para ayudarte a crear una nueva versión de ti mismo

Leer más

Disfrute de la Luna ROSA el 16 de Abril: La luna llena mas brillante del año.

La Luna en realidad no aparecerá rosada en el cielo, pero el nombre nos recuerda que los colores están a punto de aparecer de forma natural en el paisaje de las regiones del norte de los Estados Unidos. La Luna Rosa alcanza su brillo máximo el 16 de abril y eclipsará a todos los demás objetos en el cielo nocturno. Con el clima calentándose, abril es un buen momento para ver la Luna Llena deslizarse por nuestro cielo.

Leer más

Artemis 1: El primer paso para el regreso de los astronautas a la Luna.

Artemis 1 es la primera etapa de una serie de misiones diseñadas para enviar humanos a la luna como parte del programa Artemis. El cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA lanzará un sistema de exploración del espacio profundo no tripulado, la nave espacial Orion, alrededor de la luna y de regreso en un esfuerzo por probar el módulo Orion, el cohete SLS y los sistemas terrestres en el Centro Espacial Kennedy, colocando los cimientos para misiones posteriores dentro del programa Artemis.

Leer más

Estructuras VIVIENTES similares al LEGO que pueden programarse para crecer en cualquier forma de destino deseada

¿Qué pasaría si pudiéramos diseñar estructuras vivientes similares a LEGO que pueden autorreplicarse y moverse, y pueden programarse para crecer y autoensamblarse en cualquier forma de destino deseada? Un equipo de investigación interdisciplinario, dirigido por el profesor del MIT Jörn Dunkel e Ingmar Riedel-Kruse de la Universidad de Arizona, ha desarrollado una plataforma de teoría experimental que se acerca un paso más a este objetivo. Utilizando bacterias modificadas genéticamente y modelos matemáticos, pudieron programar sistemas bacterianos para que crecieran en estructuras objetivo bidimensionales arbitrarias.

Leer más

Descubre en segundos si un libro vale tu tiempo.

Resúmenes precisos, aplicables y al grano. Sin bla bla. Solo conocimiento útil.

¿Cómo funciona?

1. Escribe el título

Introduce el título de cualquier libro.

2. Obtén el resumen

Deja que nuestra IA genere el resumen rápidamente.

3. Decide si leerlo

Con el resumen, decide si vale la pena seguir leyendo.

Lo que dicen nuestros usuarios

"¡Este servicio es genial! Pude decidir rápidamente si quería leer un libro entero. Los resúmenes son claros y concisos." - José, Emprendedor.

"Antes de invertir en un libro, siempre consulto la página para saber si realmente me interesa. ¡Totalmente recomendable!" - Laura, Profesora.

¿Listo para probarlo?