Origen De La Teoría Atómica:

Origen de la Teoría Atómica:

La teoría atómica es una teoría de la naturaleza de la materia, que afirma que está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos y es una de las teorías más importantes de la historia de la ciencia esto se debe a las implicaciones que ha tenido, tanto para la ciencia básica como por las aplicaciones que se han derivado de ella.

La teoría atómica comenzó hace miles de años como un concepto filosófico, y fue en el siglo XIX cuando logró una extensa aceptación científica gracias a los descubrimientos en el campo de la estequiometria. Demócrito, fue el que dio origen a la teoría atómica, él decía que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles, de distintas formas y tamaños, y es por eso que las llamo átomos, lo que en griego significa invisible.

Descubrimiento del Electrón y el Protón J.J. Thomson:

El electrón es conocido como un Leptón, es decir no participa en interacciones fuertes (fuerza nuclear fuerte), tiene un comportamiento dual onda-partícula, es conocida como una partícula fundamental de spin +/- 1/2 , por lo que pertenece a la familia de los Fermiones (grupo de partículas con spin semi-enteros).

La existencia del electrón fue postulada por el físico irlandés G. Johnstone Stoney como una unidad de carga en el campo de la electroquímica, y fue descubierto por Joseph John Thomson en 1897 en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.

Influido por el trabajo de Maxwell y el descubrimiento de los rayos X, Thomson dedujo, mientras estudiaba el comportamiento de los rayos catódicos en el TRC, que existían unas partículas con carga negativa que denominó corpúsculos. Aunque Stoney había propuesto la existencia del electrón, fue Thomson quien descubrió su carácter de partícula fundamental; sin embargo, para confirmar su existencia era necesario medir sus propiedades, en particular la carga eléctrica. Este objetivo fue alcanzado por Robert Millikan en el célebre experimento de la gota de aceite realizado en 1909.

George Paget Thomson, hijo de J. J. Thomson, demostró la naturaleza ondulatoria de los electrones logrando observar su difracción al atravesar una lámina de metal. El experimento condujo a la aparición de un patrón de interferencia como el que se obtiene en la difracción de otras ondas, como la luz.

Generalmente se le acredita a Ernest Rutherford el descubrimiento del protón. En el año 1918 Rutherford descubrió que cuando se disparan partículas alfa contra un gas de nitrógeno, sus detectores de centelleo muestran los signos de núcleos de hidrógeno. Rutherford determinó que el único sitio del cual podían provenir estos núcleos era del nitrógeno y que por tanto el nitrógeno debía contener núcleos de hidrógeno. Por estas razones Rutherford sugirió que el núcleo de hidrógeno, que en la época se sabía que su número atómico era 1, debía ser una partícula fundamental.

Antes que Rutherford, Eugene Goldstein había observado rayos catódicos compuestos de iones cargados positivamente en 1886. Luego del descubrimiento del electrón por J.J. Thomson, Goldstein sugirió que puesto que el átomo era eléctricamente neutro, el mismo debía contener partículas cargadas positivamente. Goldstein usó los rayos canales y pudo calcular la razón carga/masa. Encontró que dichas razones cambiaban cuando variaban los gases que usaba en el tubo de rayos catódicos. Lo que Goldstein creía que eran protones resultaron ser iones positivos.

Rayos “X” y Catódicos:

La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. Los actuales sistemas digitales permiten la obtención y visualización de la imagen radiográfica directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de onda está entre 10 a 0,01 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3000 PHz (de 50 a 5000 veces la frecuencia de la luz visible).Sin embargo, sus trabajos fueron largamente ignorados por la comunidad de físicos.

Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fluorescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fluorescente.

Propiedades:

Rayos “X”:

1. PENETRAN Y ATRAVIESAN LA MATERIA: Pueden atravesar el cuerpo. A mayor kVp, mayor keV= más penetrantes.

2. PRODUCEN FLUORESCENCIA DE ALGUNAS SUSTANCIAS: Provocan la emisión de luz de algunas sustancias (mediante un fenómeno de excitación). Esta propiedad se usa a nivel de la radioscopia/fluoroscopia y de las pantallas intensificadoras.

3. PRODUCEN EFECTOS BIOLÓGICOS: Esto ocurre porque ionizan la materia. Esta característica es su principal inconveniente, ya que los efectos biológicos son perjudiciales. El efecto biológico es el fundamento de su uso en radioterapia. Requieren protección radiológica.

4. IONIZAN LOS GASES QUE ATRAVIESAN: además de ionizar los átomos que forman el organismo, ionizan el aire del ambiente. Gracias a esta propiedad podemos medirlos utilizando detectores.

5. IMPRESIONAN PELÍCULAS RADIOGRÁFICAS: Provocan el ennegrecimiento de las películas radiográficas. Los fotones penetran los tejidos en diferentes grados (unos se absorben, otros penetran). La diferente absorción de los fotones por las estructuras del organismo es lo que forma la imagen.

6. SE PROPAGAN EN LÍNEA RECTA Y A LA VELOCIDAD DE LA LUZ “C”: Además lo hacen isotrópicamente, esto es, en todas direcciones y con igual intensidad.

7. SE ATENÚAN CON LA DISTANCIA AL TUBO DE RAYOS X: Ley del inverso de la distancia: I= 1/d2. Esta propiedad es muy útil en protección radiológica: distancia, tiempo y barreras.

Rayos Catódicos:

1. Los rayos catódicos salen del cátodo perpendicularmente a su superficie y en ausencia de campos eléctricos o magnéticos se propagan rectilíneamente.

2. Son desviados por un campo eléctrico, desplazándose hacia la parte positiva del campo.

3. Son desviados por campos magnéticos.

4. Producen efectos mecánicos; la prueba de ello es que tienen la capacidad de mover un molinete de hojas de mica que se interpone en su trayectoria.

5. Transforman su energía cinética en térmica, elevando la temperatura de los objetos que se oponen a su paso.

6. Impresionan placas fotográficas.

7. Excitan la fluorescencia de algunas sustancias, como pueden ser el vidrio o el sulfuro de cinc.

8. Ionizan el aire que atraviesan.

Importancia de los rayos “X” y Catódicos en la Medicina:

Los Rayos x permiten a los médicos ver a los pacientes por dentro. Cuando estos rayos se dirigen hacia un paciente, una parte son absorbidos y otra parte atraviesa el paciente. Estos rayos que atraviesan impresionan un fragmento de película fotográfica que se guarda dentro de una caja hermética a la luz. El hueso absorve más rayos X que la carne del mismo grosor, por tanto en la película revelada la estructura ósea aparece como una zona clara.

Los rayos catódicos se propagan en línea recta en ausencia de influencias externas, pero son desviados por los campos eléctricos o magnéticos (que pueden ser producidos colocando los electrodos de alto voltaje o imanes fuera del tubo de vacío - esto explica el efecto de los imanes en una pantalla de TV). El refinamiento de esta idea es el tubo de rayos catódicos (CRT), también conocido como tubo de Braun (porque fue inventado el 1897 por Carl Ferdinand Braun).

Radioactividad Natural y Artificial:

Natural:

Se denomina radiactividad natural a la radiactividad que existe en la naturaleza sin intervención humana. Su descubridor fue Henri Becquerel, en 1896.

Puede provenir de dos fuentes:

Materiales radiactivos existentes en la Tierra desde su formación, los llamados primigenios. Materiales radiactivos generados por interacción de rayos cósmicos con materiales de la Tierra que originalmente no eran radiactivos, los llamados cosmogénicos.

Adicionadas las radiaciones de rayos cósmicos que provienen del exterior de la atmósfera- y las emitidas por estos materiales, constituyen la fuente de 80% de la dosis recibida por las personas en el mundo (en promedio). El resto lo provocan casi íntegramente los procedimientos médicos que utilizan radiaciones (diagnósticos por rayos X, TAC, etcétera).

La dosis media soportada por un ser humano es de 2,4 milisieverts (mSv) al año. Puede haber gran variabilidad entre dos ubicaciones concretas. De todas las fuentes de radiaciones ionizantes naturales (incluidos los rayos cósmicos), la proveniente del 222Rn equivale a aproximadamente la mitad de la dosis que reciben las personas.

Artificial:

Es un tipo de radiactividad que surge de un isótopo que producimos previamente en el laboratorio mediante una reacción nuclear. Este isótopo sigue todas las leyes radiactivas estudiadas para la radiactividad natural.

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