Albert Einstein And The Atomic Theory – He explicado que la representación diferente de ideas y teorías puede ser confusa para dualistas (“buenos o malos”) y para estudiantes que realmente trabajan. También hablé sobre la naturaleza y los límites de los modelos científicos y advertí que nunca debemos decir: “¡Entonces, vamos a tirar este modelo y obtener uno nuevo!” En la parte 2,
Ilustré esto por primera vez a través de la evolución de la teoría atómica, desde el “cañón de billar” de Dalton hasta el modelo nuclear de Rutherford.
Albert Einstein And The Atomic Theory
Hemos visto como cada modelo mejora respecto al modelo anterior, tanto en sí mismo como adicionalmente. Además, si bien nuestra visión del átomo ha cambiado drásticamente, ninguna de las ideas y cálculos originales relacionados con él ha sido “desechado”; todos siguen ahí. Esto se resume en la Figura 1:
Einstein And The Atomic Bomb
Hasta ahora, los científicos sabían que cada átomo tiene un peso determinado. También se pensó que el número atómico de un elemento (el número de elementos en relación con la masa) podría estar relacionado con su tamaño, pero esto no se confirmó hasta el trabajo de Henry Moseley en 1915.
Rutherford continuó investigando la estructura del átomo, particularmente el núcleo. Al agregar núcleos de hidrógeno a otros elementos, pudo demostrar en 1920 que los núcleos de todos los elementos contienen núcleos de hidrógeno; esto se llamó protón y se demostró que tenía carga y carga.
Esto todavía deja la cuestión del comportamiento del electrón dentro del átomo. Una respuesta obvia era pensar que los electrones giraban alrededor del corazón, como los planetas alrededor del sol, una idea que recibió mucha atención en la ciencia ficción popular de la época. El término límite fijo significa que los electrones no pueden forzarse más cerca del centro (porque esto requeriría un cambio en su energía cinética), lo que explica el comportamiento visible de la superficie dura de los átomos.
Pero esto presenta otro problema: los electrones con carga negativa que orbitan alrededor del núcleo con carga positiva deben circular a través del núcleo con el tiempo. Dado que los átomos radiactivos son claramente átomos estables, este no puede ser el caso. El modelo de Rutherford no proporciona una explicación para esto, aunque (y la teoría basada en él) explica con precisión algunas estructuras y procesos observados.
Manuscript Of Albert Einstein’s Relativity Equations Up For Auction
Es importante enfatizar dos cosas aquí, especialmente para los estudiantes que todavía están trabajando con el pensamiento dualista.6 Primero, si algunos supuestos del modelo son apropiados, entonces se adaptan bien a esto y se pueden usar dentro del marco apropiado. En segundo lugar, una predicción imposible no significa que la teoría original esté completamente equivocada: puede ser que se haya pasado por alto algún punto adicional importante y esté esperando ser descubierto; Alternativamente, la idea principal puede ser correcta, pero puede estar mal expresada o ser inútil.
Ellos: es decir, los ejemplos y analogías que usamos para representar las ideas que estamos tratando de expresar. También significa que debemos tener cuidado de que nuestra presentación, y especialmente nuestra evaluación, aliente a los estudiantes a ir más allá de los dos procesos. Como dijo David Finster
: “Hacer dos cosas en ciencia solo es fácil por la situación en la que los científicos están de acuerdo; entonces veremos lo bueno y lo malo. Sin embargo, desde este simple punto de vista, vemos que gran parte de la química se presenta… Otra idea [del Examen de Química General ACS… Como expresión de los valores de los profesores de química, ve la química como parte de realidad. y presenta ecuaciones así como dos vistas. .”
La naturaleza de nuestro conocimiento, ya sea en su desarrollo histórico o en nuestra comprensión actual del tema. En otras palabras, necesitamos desafiar a nuestros estudiantes a cambiar su perspectiva a una perspectiva científica diferente, incluso complementaria. Y una forma de hacerlo es ser intencional con el desarrollo de la historia de las ideas y teorías que estudiamos, en lugar de simplemente profundizar en ellas.
After 100 Years, Einstein’s Theory Stands Test Of Time
Aquí es donde entra Niels Bohr con su modelo del átomo de hidrógeno en 1913. Mientras que el modelo de Bohr definitivamente pensaba “fuera de la caja”, la metodología para su trabajo fue desarrollada primero por Max Planck y luego por Albert Einstein. Lo interesante de esta serie de eventos no es solo cuán diferentes son las perspectivas teóricas, sino también los métodos científicos involucrados*.
La mayoría de los estudiantes están familiarizados con la constante de Planck (h); pocas personas recuerdan de dónde vino. Y pocos saben todavía lo incómodo que estaba Planck con el concepto de cuantos de energía. Este fue el resultado inevitable, dijo, “un acto de desesperación… Se debe encontrar una explicación teórica [de la radiación del cuerpo negro] a toda costa…”.
Pero cuando Planck vio un concepto inestable (que la energía estaba clara, no siempre), Einstein vio una oportunidad: o la energía de la luz.
, tal vez esto pueda explicar los eventos asociados con la descomposición de la energía. Einstein publicó su hipótesis del cuanto de luz en 1905 y la aplicó (entre otros descubrimientos) al efecto fotoeléctrico.
Einstein In Oxford
Las predicciones de Einstein fueron luego confirmadas por experimentos, y como resultado recibió el Premio Nobel de Física en 1921.
Más tarde, Einstein tuvo sus propias ideas sobre la teoría cuántica y la mecánica ondulatoria, pero no estaba solo.
Ingrese a Niels Bohr, quien pasó un tiempo en los laboratorios Thomson y luego en Rutherford después de recibir su Ph.D. Bohr luchó por desarrollar un modelo para explicar la estructura electrónica interna del átomo de Rutherford en 1911.
Basado en el modelo antiguo, involucra electrones en órbitas elípticas alrededor del núcleo (como las órbitas de los planetas). Su gran avance se produjo cuando señaló la luz visible del átomo de hidrógeno, observado por primera vez en 1885 por Johann Jacob Balmer.
Atomic History Project
Figura 2. Líneas de átomos de hidrógeno de la cromosfera del Sol durante un eclipse solar utilizando un teleobjetivo y una rejilla de difracción. 11 Foto: Yujing Qin
Al sugerir que un electrón en un átomo de hidrógeno solo puede tener tantos valores cuánticos de energía, el modelo de Bohr explica la estabilidad general.
Espectros de línea de emisión de átomos de hidrógeno: dado que el electrón solo puede sufrir una transición específica y una energía específica,
Fotones de energía discreta pueden ser emitidos o absorbidos. Combinando cada potencia “admisible” posible con un número (corriente
What Is An Atom And How Do We Know? • Stated Clearly
), el modelo de Bohr explicó correctamente no solo la serie de luz visible de Balmer, sino también la serie infrarroja de Frederick Passchenda.
– sus predicciones sobre la serie ultravioleta y algunas líneas infrarrojas resultaron ser correctas – y así ganó el Premio Nobel en 1922 en Física.
Diferentes órbitas organizadas a partir de las correspondientes ondas de luz, problema que se resuelve suponiendo órbitas electrónicas periódicas (donde la energía es la misma).
Más importante aún, mientras que los números en la ecuación de Balmer eran inciertos y necesarios para asegurar la estabilidad de las órbitas de los electrones, eran desconocidos.
Did Einstein’s First Wife Help His Work? It’s Complicated
Para que el modelo funcione, pero su significado físico no estaba claro. Por tanto, el modelo no estaba satisfecho en cuanto a su poder explicativo. De hecho, la mecánica ondulatoria fue inventada por Erwin Schrödinger en 1926, antes de que se inventaran los números.
Que depende de la energía del electrón como resultado directo de las condiciones requeridas para la solución de la ecuación de onda.
Cuando se discute el desarrollo de cualquier concepto teórico, siempre es tentador centrarse en lo que queda en cada etapa. Creo que este es un mal consejo de enseñanza, pero por diferentes razones. En primer lugar, crea una impresión falsa de cómo funciona la ciencia: ¡los “actos de desesperación” y la consiguiente lucha por comprender por qué este método realmente funciona son más comunes de lo que los estudiantes saben! En segundo lugar, refuerza un falso sentido de “bien o mal” en nuestros estudiantes, lo que afecta su progreso científico. Tercero, hace que los estudiantes se pregunten por qué tienen que lidiar con estas “malas” ideas sin resultados sorprendentes.
Más importante aún, la naturaleza misma de la teoría cuántica la hace muy inconsistente con el mundo real, lo que significa que también es difícil de entender y mantener. Al enfatizar cómo cada desarrollo aún incorpora conceptos clave del modelo anterior, es más fácil conectar lo abstracto con conceptos cotidianos, construyendo e integrando conceptos en lugar de simplemente reemplazarlos. También nos ayuda a distinguir las imágenes buenas de las malas y a comprender sus limitaciones. Finalmente, prepara a los estudiantes para profundizar en el tema cuando salen de nuestras aulas. Albert Einstein desafía la condensación: su comportamiento, intelecto y motivaciones no se pueden resumir en una sola palabra como “genio”. Era complejo, multifacético, controvertido, rebelde y conservador. Parte de su trabajo era tan simple que es difícil entender por qué nadie más lo hizo en primer lugar, incluso cuando estaban en medio de él. Me vienen a la mente Lorentz y Poincaré: han estado deambulando por el espacio-tiempo durante décadas, pero nunca miraron hacia atrás para ver cuál era la explicación simple. Einstein lo hizo y su relación fue simple y hermosa y las matemáticas son solo álgebra de la escuela secundaria. Por otro lado, partes de su trabajo, como la gravedad, están tan impregnadas de matemáticas y religión que siguen sin estar claras para los neófitos de la física 100 años después y, a menudo, se reservan para el estudio académico.
What Is Relativity? Einstein’s Mind Bending Theory Explained
Todavía estoy allí
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