Experimento de Rutherford

Propuesta didáctica

Autor: Profesora Melody García

Tiempo de aplicación: 90 minutos.

Descripción: A partir de la lectura de un texto utilizado como disparador, se propone un análisis del experimento de Rutherford y el consecuente descubrimiento del núcleo atómico. En base a los conceptos desprendidos del texto, se plantean una serie de interrogantes y una actividad utilizando un recurso TIC de Applet para simular la experiencia realizada por Rutherford y sus colaboradores.

Propósitos: El objetivo principal es comprender la naturaleza del experimento que realizó Rutherford para comprender la estructura interna del átomo.

Objetivos específicos: Valorar las instancias experimentales como generadoras de conocimientos y descubrimientos que permitieron conocer la estructura atómica, en este caso.

Comprender las características del núcleo atómico en función de las particularidades detectadas y descriptas por Rutherford.

Criterios de evaluación: Es factible realizar la evaluación a través de las actividades propuestas, si bien el docente puede complementar las mismas con otros cuestionarios, videos y/o mapas conceptuales.

Contenido: 

• Naturaleza de las partículas alfa
• Núcleo atómico
• Experimento de Rutherford

Actividades:

ACTIVIDAD 1:

De acuerdo al siguiente texto:

 "Rutherford sabía que las partículas alfa emitidas por las sustancias radiactivas viajaban a velocidades enormes (¡a varios millones de kilómetros por hora!). Supuso que al "bombardear" átomos con partículas alfa, podría obtener información acerca de la estructura interna del átomo. Dos de sus colaboradores, Marsden y Geiger (quien inventó el contador de radiactividad que lleva su nombre), tenían a su cargo la observación de los centelleos, labor que debió realizarse a oscuras y con un microscopio. Se desprendía una luz diminuta, débil, en el límite de lo visible. Después de meses de experimentación y de contar más de un millón de centelleos, encontraron que:

• la mayor parte de las partículas alfa habían atravesado la laminilla sin modificar prácticamente su trayectoria;
• una proporción menor se había desviado un ángulo pequeño;
• unas pocas ¡habían rebotado hacia atrás de la lámina de oro! Rutherford diría: "...era casi tan increíble como si una bala de cañón disparada contra un papel higiénico rebotara y nos golpeara." 

(Extraído de "Tú la Química". Andoni Garritz Ruiz y José Antonio Chamizo Guerrero. Editorial Pearson).

Responde las siguientes preguntas: 

1.  ¿En qué se basó el experimento de Rutherford?
2. ¿Qué materiales utilizó para llevarlo a cabo?
3. ¿Cuáles fueron las conclusiones que extrajo a partir de la experiencia?
4. ¿Qué se pudo conocer y explicar teniendo en cuenta estas conclusiones?
5. ¿Qué explica el modelo de Rutherford, que no se establece en los modelos atómicos anteriores?

ACTIVIDAD 2: 
Abre el siguiente enlace para realizar la simulación correspondiente al experimento de Rutherford.

En la aplicación, puedes seleccionar y modificar la energía de las partículas alfa y extraer conclusiones al respecto. Anota las diferencias que observas al modificarla.

Selecciona la escala a la que realizarás el experimento: atómica o nuclear.

Modifica en el simulador el número de protones y neutrones del átomo que será bombardeado. Anota con tu compañero las observaciones y compártelas con el grupo de al lado (pueden intercambiar notas y realizar sugerencias o modificaciones a los compañeros).

Crea una tabla de datos para organizar tus observaciones.

Créditos:

• PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, https://phet.colorado.edu. Rutherford scattering. Recuperado de: https://phet.colorado.edu/sims/html/rutherford-scattering/latest/rutherford-scattering_en.html. CC BY  SA 4.0

Sugerencias: Si bien la aplicación es bastante intuitiva, es prudente realizar un recorrido por sus herramientas a fin de que los estudiantes puedan probar distintas posibilidades. Puede resultar útil realizar una puesta en común de las observaciones extraídas durante la simulación para un mayor entendimiento general de la temática.