RUTHERFROD, EL MODELO ATÓMICO

 

1- Como has podido leer J.J. Thomson fue profesor de Rutherford, que a su vez fue profesor de Hans Geiger. ¿Cómo valoras el hecho de que los investigadores científicos formen a los estudiantes? Investiga qué ocurre en las Facultades de Ciencia españolas.

Me parece un hecho fantástico, ya que si los investigadores científicos son capaces de transmitir sus conocimientos y sus experiencias a las nuevas generaciones, estos podrán continuar donde sus predecesores lo dejaron, consiguiendo nuevos hitos para la ciencia y para el mundo en general. La facultad de ciencias españolas también contribuye a este fin, y tiene un gran número de conferencias y charlas de catedráticos y personas que han participado en grandes experimentos actuales.

2- En palabras de Rutherford, "toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos". En 1908, le otorgaron el premio Nobel de Química. Su reacción fue realmente muy curiosa: "He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico". ¿Cuáles son las diferencias entre la Física y la Química? Da una interpretación a ambas frases del científico, ¿por qué crees que le otorgaron el premio Nobel de Química y no el de Física?

La física y la química son ramas diferentes dentro del campo de la ciencia pero los descubrimientos de una en muchos casos colabora a descubrir nuevas cosas de la otra. La física es una ciencia que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones; mientra que la química está relacionada con la energía o la evolución de la alquimia.

Por un lado la física es una de las más antiguas disciplinas académicas. La física es significativa e influyente ya que, no solo ayuda a la creación de nuevos inventos y es aplicable a diferentes cosas, sino que además otras ciencias se pueden apoyar sobre estos descubrimientos. La física, al igual que todas las ciencias, tiene una parte teórica y otra

práctica, como ya he dicho antes.

Por otro lado tenemos la química. En la química hay distintas disciplinas y estas se han ido agrupando bajo materia de estudio o el tipo de estudio realizado(química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química orgánica, que trata con la materia orgánica; la bioquímica, el estudio de substancias en organismos biológicos; …)

En la primera frase que dijo Rutherford podríamos decir que por un lado la Física según él es la base de todo y por otra que para hacer nuevos descubrimientos tienen que antes haber coleccionado una serie de leyes que en este caso serían los sellos, sobre los cuales después podamos basar nuestras investigaciones.

En la segunda frase dice que la física y la química son dos disciplinas totalmente diferentes, por lo que un cambio de campo de investigación supone un cambio muy brusco de ideología, que es lo que él describe como el cambio más brusco de su vida.

Por último Rutherford no recibió un nobel de física sino de química, en mi opinión, porque hizo mayores descubrimientos en química que en física. En Física destacó sobre todo por sus inventos, es decir, por las aplicaciones de las leyes que ya se habían hallado. MIentras que en química investigó como era las cosas en vez de buscar aplicaciones. Por ejemplo estudió las partículas radiactivas, vió como se comportaban bajo determinadas condiciones, las clasificó,....

3-Investiga sobre la biografía de Nikola Tesla. ¿Cuáles fueron sus principales aportaciones a la Física? ¿Qué disputas científicas mantuvo con Edison y Tesla? Te recomendamos una película: EL TRUCO FINAL. El argumento de esta película describe muy bien la mezcla de magia y ciencia que se vivía en el final del siglo XIX y principios del XX.

Nikola Tesla es uno de los responsables del sistema basado en la electricidad que tenemos hoy, junto  Edison, el que sentía una profunda envidia hacia Tesla, y no dudaba en contratar personas que saboteasen los trabajos de Tesla. Entre las aportaciones de Tesla hay que destacar por encima de todas la corriente alterna que era más segura y perdía menos electricidad en su transporte qu la corriente continua de Edison. Edison trató  y muchas veces consiguió , gracias a sus influencias, minimizar el impacto de los inventos de Tesla, intando hundirle y dejando claro que él debía ser el ganador de su duelo por la supremacía de la electricidad. He visto “El truco final” y he podido comprobar la narración del duelo entre estos dos genios, y los permanentes ataques de Edison a los inventos de Tesla.

4- A lo largo del capítulo se suceden las descripciones sobre el descubrimiento de distintos fenómenos físicos (que puedes y debes añadir en la línea de tiempo) que serán cruciales en el desarrollo de la sociedad del siglo XX y que siguen muy relevantes en la actualidad. Responde brevemente (básate sólo en el libro para este punto, excepto en los enlaces señalados) a la siguiente serie de preguntas (haciendo referencia a los científicos implicados):

4a) ¿Qué diferencia la fluorescencia de la fosforescencia?

4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron?

4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta?

4d) ¿Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel?

4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente.

4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica?¿Por qué sirve como método de datación geológica?

4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger?

4a) Hay unos fenómenos naturales que hacen que los minerales sean luminiscentes, es decir, que emitan luz. Se dividen en dos: las fluorescentes (que emitían una extraña luz azulada al ser estimuladas por radiación externa) y las fosforescentes(cuya emisión verdosa persistía aun cuando se las dejaba de iluminar)

4b) Los rayos X son unos rayos que cuya gran virtud era su penetrabilidad en ciertas sustancias como la piel, los tejidos, las hojas de aluminio, el papel y demás. Esto, unido a la fotografía descubierta sobre esa época, supuso un gran avance sobre todo para la medicina. Se descubrieron gracias a la búsqueda de una aplicación para la sal de uranio los cuales, tras someterlos a la radiactividad, se descubrió que eran fosforescentes.

4c) La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros.

Se dice que fue descubierta por error por Becquerel sobre finales de febrero y primeros de marzo de 1896 (los días estaban totalmente nublados en París). Lo que ocurrió fue que Becquerel estaba impaciente por exponer al Sol radiante una placa dispuesta como hemos indicado porque tenía que dar una charla más en la Academia y, tras tantos días nublados, se desesperó y pensó que de todas formas revelaría la placa para hablar de los efectos de la fosforescencia débil. Resultó que la imagen de la moneda que había interpuesto entre la placa y las sales de uranio salía tan nítida como si éstas hubieran estado excitadas por la luz intensa. La charla despertó más aburrimiento que otra cosa, pero Becquerel estaba muy impresionado. Repitió el experimento miles de veces dejando las sales a oscuras hasta que desembocó en el descubrimiento de la radiactividad.

4d) Fueron importantes sus aportaciones ya que comprobaron de una forma más científica, (y no por casualidad como Becquerel) de donde procedía la radiactividad y que era tras varios años de estudio, hasta que ambos (Curie y Rutherford) aclararon que era en París y Cambridge respectivamente.

4e)En general son radiactivas las sustancias que presentan un exceso de protones o neutrones. Cuando el número de neutrones difiere del número de protones, se hace más difícil que la fuerza nuclear fuerte pueda mantenerlos unidos. Eventualmente el desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de partículas α  o partícula β. Estas emisiones llevan a dos tipos de radiactividad:

• Radiación α, que aligera los núcleos atómicos en 4 unidades básicas, y cambia el número atómico en dos unidades
• Radiación β, que no cambia la masa del núcleo, ya que implica la conversión de un protón en un neutrón o viceversa, y cambia el número atómico en una sola unidad (positiva o negativa, según la partícula emitida sea un electrón o un positrón)
• Además existe un tercer tipo de radiación en que simplemente se emiten fotones de alta frecuencia, llamada radiación γ. En este tipo de radicación lo que sucede es que el núcleo pasa de un estado excitado de mayor energía a otro de menor energía, que puede seguir siendo inestable y dar lugar a la emisión de más radiación de tipo α, β o γ. La radiación γ es un tipo de radiación electromagnética muy penetrante así como ser inestables.

Para ordenarlas energéticamente irían en este orden γ > β > α

4f) La desintegración atómica es en lo que se basa toda la radiactividad. . Esta descomposición se basaba en los tres tipos de emisiones que ya he nombrado antes. la alfa, que eran átomos de helio; la beta, que eran electrones; y la gamma, que era radiación electromagnética muy energética, o sea, de altísima frecuencia y, en consecuencia, cortísima longitud de onda. Rutherford pronto encontró una ley que regía la vida de estos átomos que podía variar desde unos pocos segundos hasta miles de millones de átomos, y su ley predecía a la perfección esta inmensa variación. También observó que el uranio y otros elementos radiactivos se iban transformando en otros que a su vez se desintegraban, terminando la cadena invariablemente en plomo. Estableciendo un método de aplicación geológica, la datación geológica. Examinando muestras geológicas que contuvieran estos elementos así como plomo, puesto que sabía a qué ritmo se desintegraba cada uno, pudiendo establecer un límite inferior a la edad de la Tierra.

4g) Un contador Geiger fue un invento que construyeron Rutherford y un joven que trabajaba con él en el laboratorio, Hans Geiger (un alemán brillante con una capacidad de trabajo inagotable). Una de las mejoras cosas que idearon fue esta última, que servía para contar las partículas alfa una a una, lo cual les permitió contar el número de partículas alfa que emitía un gramo de radio en un segundo.

5- Explica cómo se llevó a cabo el experimento de Rutherford. Si quieres, puedes hacerlo con un pequeño vídeo, que simule el experimento. ¿Por qué no funcionó con Mica, sí con pan de oro y mejoró mucho con pan de platino? Comenta la frase: "Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara".

Rutherford Lanzó muchas partículas alpha hacía una lámina de pan de oro. Rutherford comprobó que la mayoría de estas partículas atravesaban el pan de oro, pero unas pocas parecían rebotar con algo y cambiaban su dirección, Se dió cuenta que ese “algo” eran los núcleos de los átomos del pan de oro, que ocupaban una porción del átomo mínima y sin embargo suponian casi la totalidad de la masa de los átomos, comparada con los electrones que se sitúan en la periferia del núcleo, y que ocupan la mayor parte del espacio del electrón.

La frase "Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara" creo que muestra el desconcierto inicial de Rutherford, al ver que algunas partículas rebotaban, ya que las partículas lanzadas a velocidades ingentes rebotaban de forma misteriosa sobre una lámina de oro muy fina que no debería presentar mucha resistencia ante el bombardeo de partículas.

 

6- Describe el modelo de Rutherford y sus limitaciones. ¿Por qué el equipo de Rutherford se puede considerar el padre de la interacción nuclear (piensa en qué lo ocurriría a los protones si no existiera dicha interacción)? ¿Qué son las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza?

El modelo de Rutherford, como es bovo, fue ideado por el mismo. En el proponía que todos los protones y neutrones se encontraban en el centro del átomo, unidos por una fuerza nuclear fuerte, y orbitando alrededor de los mismos, los electrones del átomo. Este modelo destacó por ser el primero en decir que había un núcleo dentro del átomo, añadiendo que en el centro del átomo había una concentración de carga. Pero este modelo presentaba algunas limitaciones:

• Por un lado se planteó el problema de cómo un conjunto de cargas positivas podían mantenerse unidas en un volumen tan pequeño, lo que llevó posteriormente al descubrimiento de la fuerza nuclear fuerte, que es una de las cuatro interacciones fundamentales.
• Por otro lado existía otra dificultad proveniente de la electrodinámica clásica que predice que una partícula cargada y acelerada, como los electrones del átomo, produciría radiación electromagnética, perdiendo energía y finalmente cayendo sobre el núcleo. Las leyes de Newton, junto con las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford hacían que fuera un modelo modelo físicamente inestable, desde el punto de vista de la física clásica.

Rutherford es considerado el padre de la interacción nuclear ya que gracias a su modelo se pudo investigar las fuerzas que actuaban sobre los elementos de un átomo y que hacían que se quedaran unidos y no se chocaran entre ellos debido a fuerzas que no fueran las nucleares.

En la naturaleza hay cuatro tipos de interacciones fundamentales:

• Interacción gravitatoria: Es la más conocida de las interacciones. Junto al electromagnetismo, son las interacciones que actúan a grandes distancias y contrariamente al electromagnetismo, sólo tiene carácter atractivo. A distancias atómicas, y en comparación con el resto de interacciones es la más débil de todas. La interacción gravitatoria, hace que cualquier tipo de materia provista de energía interaccione entre sí.La teoría newtoniana de la gravitación es una aproximación no-relativista a la interacción gravitatoria.
• Interacción electromagnética: El electromagnetismo es la interacción que actúa entre partículas con carga eléctrica. Este fenómeno incluye a la fuerza electrostática, que actúa entre cargas en reposo, y el efecto combinado de las fuerzas eléctrica y magnética que actúan entre cargas que se mueven una respecto a la otra. El electromagnetismo también tiene un alcance infinito y como es mucho más fuerte que la gravedad describe casi todos los fenómenos de nuestra experiencia cotidiana. Estos van desde el rayo láser, la radio, …
• Interacción nuclear fuerte:  interacción fuerte, también conocida como interacción nuclear fuerte, es la interacción que permite unirse a los quarks para formar hadrones. La interacción electromagnética se da entre partículas cargadas eléctricamente, aquí las partículas también la llamada “carga de color”.A pesar de su fuerte intensidad, su efecto sólo se aprecia a distancias muy cortas del orden del radio atómico. Como resultado colateral de la interacción entre quarks, existe una manifestación de la fuerza nuclear fuerte que explica que dentro del núcleo atómico a los protones y neutrones. Debido a la carga positiva de los protones, para que éstos se encuentren estables en el núcleo debía existir una fuerza más fuerte que la electromagnética para retenerlos, aunque ahora sabemos que es  la llamada interacción fuerte residual
• Interacción nuclear débil: La interacción débil, también conocida como interacción nuclear débil, y los leptones. Esta interacción es la responsable de que los quarks y leptones decaigan en partículas más livianas.

7- Crea tu propio "escudo científico" (buscando tu propio lema científico) tal y como hizo

Rutherford al ser nombrado barón.



CAVENDISH: LA CONSTANTE DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

1. En el capítulo se menciona que Cavendish entró a formar parte de la Royal Society en 1760. Newton y Hooke, entre otros ilustres científicos, también formaban parte de ella. Describe brevemente qué es la Royal Society, cuáles son sus principales objetivos, cuáles han sido sus logros más importantes a lo largo de la historia y qué otros ilustres científicos han formado parte de ella.

La royal Society (en español la Real Sociedad de Londres o Real Sociedad de Londres para el Avance de la Ciencia Natural)  es la más antigua sociedad científica del Reino Unido y una de las más antiguas de Europa. Aunque se suele considerar el año 1660 como el de su fundación, años antes ya existía un grupo de científicos que se reunía con cierta periodicidad. Mantiene estrechas relaciones con la Academia Real Irlandesa fundada en 1782. A pesar de ser una institución privada e independiente hace las veces de Academia Nacional de Ciencias en Reino Unido y es miembro del Consejo Científico Británico, formado en 2000.
Desde 1645 tenían lugar reuniones semanales en Londres de filósofos naturales y científicos de otras áreas del conocimiento, en particular de lo que por aquel entonces se denominaba “Filosofía Experimental.
Ya desde sus inicios el grupo tenía sus normas de funcionamiento, se reunía una vez por semana y para evitar que se desviara la discusión de su propósito original estaba prohibido hablar de la divinidad, asuntos de estado o actualidad, limitándose los temas a tratar a la Nueva Filosofía y materias relacionadas —Medicina, Anatomía, Geometría, Navegación, Estática, Mecánica, etc.— y los experimentos.
Durante la segunda guerra civil ingles parte del grupo se trasladó a Oxford. Tras la restauración monárquica, las reuniones se reanudaron en Londres uniéndose a ellas el grupo que había permanecido en Oxford.
La primera reunión tuvo lugar el 28 de noviembre. Tras una lectura a cargo de Wren, los asistentes decidieron fundar una Sociedad para la promoción del Saber Experimental Físico-Matemático, reunirse una vez por semana (los miércoles), establecer una cuota de ingreso de 10 chelines y una cuota semanal de un chelín para sufragar los experimentos, y eligiendo a Wilkins como presidente. El 12 de diciembre se fijó el número de miembros en 55 miembros.
A esta sociedad pertenecieron grandes pensadores y científicos de la época como Darwin, Boyle, Robert Hooke, Isaac Newton (el cual llegó a ser presidente), Benjamin Franklin, …; entre otros.
Dar una lista de los mayores experimentos de esta gran sociedad es muy difícil ya que la componían una gran cantidad de personas que a lo largo de la historia realizaron grandes experimentos que llevaron al descubrimiento de nuevos datos que fueron trascendentales para futuras investigaciones. Pero, tras consultar varias páginas, descubrí que la gran mayoría de ellas coinciden en que el descubrimiento de Newton sobre el color inherente de la luz era uno de los más destacables. Otro experimento que también destacó mucho fueron las grandes teorías darwinistas del mismo Darwin.


2.De acuerdo con el libro, Cavendish midió la composición química del aire. Realiza un diagrama de sectores con una hoja de cálculo que incluya los gases más importantes por su abundancia y compara tus resultados con los que muestra el libro. Investiga qué es el flogisto y por qué cayó en desuso.


                                                    COMPOSICIÓN DE AIRE

79%-------- Nitrógeno
21%--------- O2
0,7% --------- Vapor de Agua
0,35% --------- CO2
0,9% --------- Otros gases




El flogisto es una sustancia supuestamente presente en todas las sustancias combustibles. Ya no se usa ya que se conocen todos los secretos que llevan a cabo una combustión y se ha demostrado la imposibilidad química de esta sustancia.

3. Cavendish realizó importantes descubrimientos de Química. Investiga sobre las propiedades del Hidrógeno y sobre la composición química del agua.

El hidrógeno es un elemento gaseoso en su forma natural. Tiene aspecto incoloro y pertenece al grupo de los no metales (más específicamente de los gases nobles.) Su número atómico es 1 y su símbolo es H. Su punto de fusión es 14K y el de ebullición 20K. Una de las propiedades básicas de este elemento es que, al igual que todos los gases, es un mal conductor de calor y electricidad. El hidrógeno, al igual que los demás elementos no metales, no tiene lustre(también conocido como brillo). Debido a su fragilidad, los no metales como el hidrógeno, no se pueden aplanar para formar láminas ni estirados para convertirse en hilos.

La molécula de agua se compone de dos elementos el Hidrógeno y el oxígeno. Para formar una molécula de agua es necesario que se unan 2 moléculas de hidrógeno con una de oxígeno mediante un enlace metálico.

4. ¿Qué es el calor específico de una sustancia?
El calor específico es una magnitud utilizada para expresar la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un cuerpo en un un grado (Celsius o Kelvin).



5. Cavendish también fue un adelantado a su tiempo. Aunque no entró en la historia por su descubrimiento, ¿qué es la Ley de Coulomb? Realiza una comparativa, señalando las analogías y diferencias que encuentras entre esta esta ley y la Ley de Gravitación Universal (recuerda la actividad Explicación matemática de la LGU)

Esta es la fórmula de la ley de couloumb:


Esta ley servía para hayar características de las fuerzas eléctricas y se puede expresar de la siguiente manera: "La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa"
Esta ley presenta varias similitudes con respecto a la Ley de Gravitación Universal ideada por Newton. Una de las similitudes más evidente es que ambas son fuerzas aunque en la práctica se refieran a diferentes tipos de fuerza. Una es la atracción entre los cuerpos y la otra a la fuerza entre diferentes tipos de cargas eléctricas. Ambas tienen una constante, una conocida como G y la otra como K. Otra similitud es que ambas tienen en cuenta la distancia a la que se encuentran los dos objetos entre los cuales esta ocurriendo la fuerza. Una diferencia es que en la ley de Coulomb se tiene en cuenta el tipo de carga (si son ambas positivas se repelen, si una es positiva y otra negativa se atraen,...); mientras que en la Ley de Gravitación Universal no, da igual que tipo de elemento esté sufriendo esta atracción (ya sea líquido, sólido o gaseoso)

6.¿Qué es un condensador eléctrico? ¿Serías capaz de fabricar uno con material casero?
Un condensador eléctrico es un dispositivo capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra, separadas por un material dieléctrico o por un espacio. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, compensando la carga.


7. Cavendish inventó un termómetro que funcionaba sin mercurio, pero, ¿cómo funciona un termómetro? ¿Qué tipos de escalas térmicas existen? Lee las páginas 163-165 de tu libro de texto. Además es interesante que tanto para esta cuestión como para la cuetión 4, sigas este recurso.

Los termómetros antes, como hasta hace unos 10-15 años, estaban hechos de mercurio. El mercurio, era muy sensible a los cambios de temperatura por lo que, cuando te lo ponías para que midiera tu temperatura, el mercurio se dilataba o se contraía dependiendo de si temperatura era mayor o menor respectivamente.Hay tres escalas térmicas diferentes:

Grados centígrados: también llamada grados celsius (ºC), es una escala centígrada cuya intensidad calórica corresponde a la a la centésima parte entre el punto de fusión del agua y el punto de su ebullición en la escala que fija el valor de cero grados para el punto de fusión y el de cien para el punto de ebullición. Su nombre está en honor a su descubirdor Ander Celsius.
Grados fahrenheit: en esta escala se establece como estados de fusión y ebullición del agua 32º F y 212º F, respectivamente. Su descubridor fue Daniel Gabriel Fahrenheit. Su conversión a grados centígrados es : C = 5/9F F=9/5C
Grados Kelvin: se basa en usar como cero  el cero absoluto, que es la mínima temperatura teórica que se puede conseguir. Fue creada por William Thomson (Lord Kelvin) y es la utilizada en el SI. Su conversión es: K=C+273 y C=K-273

8.Entramos en las cuestiones relacionadas con el experimento en cuestión: ¿Qué es el centro de gravedad de un cuerpo? Prueba la siguiente experiencia. Diseña tu propia experiencia
El centro de gravedad es el punto donde se situa la resultante de todas las fuerzas de gravedad, e indica el punto sobre el que se apoya la resultantes de las fuerzas Es el punto en el que la fuerza que la gravedad ejerce sobre todos los puntos de un cuerpo es nulo, por lo que ese punto supone un equilibrio máximo. La experiencia que he llevado a cabo tenía como objetivo ver el equilibrio que se producía al encontrar el centro de gravedad en este caso de una raqueta de tenis. Esta experiencia es simple pero eficaz, ya que lo único que se necesita es una raqueta y un equilibrio mínimo. El objetivo es dejar el mayor tiempo posible a la raqueta en completo equilibrio con la única ayuda de un dedo. Es posible que haya que desplazarse durante la práctica, ya que el menor movimiento produce un cambio en el centro de gravedades de la raqueta, y habrá que mover la mano hasta volver a encontrarlo. Debido a mis movimientos y pese a lo estipulado he decidido optar por la fotografía antes que por la grabación, ya que mi continuo movimiento en busca del punto de gravedad impedía percibir de manera adecuada lo realmente interesante. En la fotografía se puede ver que el resultado de hallar dicho punto, un equilibrio perfecto

9. Llegamos al plato fuerte del capítulo: el experimento de Cavendish (aquí podéis realizarlo virtualmente). Lo ideal sería diseñar vuestra propia experiencia, pero se trata de una tarea bastante ardua (el autor cita un interesante artículo de la revista Investigación y Ciencia al respecto), por lo que nos conformamos con que hagáis una descripción del experimento y contestas a la pregunta: ¿por qué Cavendish no podía medir desde la sala dónde se encontraba la balanza de torsión?

El experimento de Cavendish fue el primero que permitió medir la constante de gravitación universal, usado en la Ley de Gravitación Universal de Newton como G.



Para calcular esta G, Henry Cavendish utilizó una balanza de torsión que colocó en su sótano. Pero algo que hay que tener en cuenta es que esta balanza no fue ideada por el propio Cavendish sino por otro científico anterior. Este se llamaba John Michell y quiso también calcular esta constante pero murió antes de que pudiera hacerlo, en 1783. La balanza de torsión pasó de John Michell a Francis John Hyde y de este a Cavendish. Este tomó la idea de la balanza de torsión y la reconstruyó con el fin de calcular cual era el valor de G.

Como y he dicho ante la balanza de torsión estaba en el sótano por unas razones que comentaré más adelante. El instrumento construido por Cavendish consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies de largo que tenía dos esferas metálicas en los extremos. Esta vara se encontraba sujeta al techo por un largo hilo. Cerca de las esferas Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre esta y midió la pequeña torsión de la balanza utilizando un telescopio.
A partir de las fuerzas de torsión en el hilo y las masas de las esferas Cavendish fue capaz de calcular el valor de la constante de gravitación universal. Dado que la fuerza de la gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto en su superficie puede ser medida directamente, la medida de la constante de gravitación permitió determinar la masa de la Tierra por primera vez. Igualmente fue posible determinar las masas del Sol, la Luna y los diferentes cuerpos del Sistema Solar.

Ahora, ¿por qué lo colocó en el sótano? Esto se debe a que esta báscula es muy sensible y cualquiera pequeña perturbación puede hacer que no sea preciso el valor hallado. La ventaja del sótano es que no hay ventanas (y si hay son de mucho menor tamaño) y las paredes suelen ser de hormigón, haciendo que no haya brisas de aire y menos ruido que harían que se moviera la balanza. Además él tampoco podía estar presente debido a que su respiración o el ruido que pueda hacer podría también cambiar el resultado.



10. Para concluir el trabajo, investiga por qué no es buena idea utilizar materiales como el hierro o el acero para realizar el experimento. ¿Qué es el magnetismo? ¿qué otros materiales evitarías en caso de diseñar la experiencia?
El hierro y el acero son materiales que se atraen, por lo que si queremos medir la atracción gravitacional universal, estos materiales reducirán mucho la precisión del experimento

El magnetismo es el proceso por el que dos cuerpos o sistemas diferentes ejercen una fuerza de atracción o repulsión. Esto se produce cuando lo electrones de un cuerpo tienden a orientarse hacia una misma dirección, lo que crea una fuerza de taracción que depende del número de electrones que están igual orientados.

Evitaria materiales magnéticos, cuya orientación de electrones pueda producir una fuerza de atracción, como sin el níquel, el hierro, el cobre, el aluminio...

                                                     experimento de rutherford