Modelos Atomicos

Arnold Sommerfeld

(Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld; Königsberg, 1868 - Munich, 1951) Físico y matemático alemán que introdujo en el modelo atómico de Bohr las órbitas elípticas de los electrones para explicar la estructura fina del espectro, de lo que resultó un modelo perfeccionado conocido como modelo atómico de Sommerfeld. Formado en la Universidad de Königsberg, en la que fue discípulo de Lindermann y Hilbert, ejerció la docencia primero en la Escuela Técnica de Aquisgrán y en la Universidad de Berlín, y, posteriormente, en la Universidad de Munich, donde transcurrió la mayor parte de su carrera científica y docente. Aunque el modelo atómico de Niels Bohr podía justificar las cinco series espectrales del átomo de hidrógeno, presentaba el importante inconveniente de no explicar los espectros de los demás elementos. Incluso en el caso del hidrógeno, al perfeccionarse los métodos espectroscópicos se descubrió, junto a cada línea de las series del hidrógeno, un conjunto de líneas muy próximas entre sí (estructura fina del espectro) que no tenían explicación. Arnold Sommerfeld modificó el modelo atómico de Bohr admitiendo que las órbitas de los electrones, tal como había dicho Bohr, podían ser circulares, pero añadiendo que también podían ser elípticas; en tal caso, el núcleo se hallaría ubicado en uno de los focos de la elipse.

Estas órbitas cuantizadas, y posibles para cada nivel energético, se llaman subniveles y se caracterizan mediante un número cuántico secundario, l. Para un nivel energético n, los valores que puede tomar l son 0, 1, 2, 3, ... n-1. Para Bohr sólo era posible una órbita del electrón, y aquí vemos que sólo se cumple para n = 1. En los demás casos existirán tantas órbitas posibles como indique el número cuántico n.En el caso del átomo de hidrógeno, por ejemplo, si n= 1 sólo es posible una órbita circular, cuyo radio coincide con el calculado por Bohr. Para n = 2 existen dos valores posibles para el número cuántico secundario, l = 0 y l = 1. Por consiguiente, existen dos órbitas posibles, una circular y otra elíptica.

Con esta modificación se explica que la energía liberada en un salto no es única y, por consiguiente, la frecuencia de la radiación correspondiente tampoco lo será. Quedaba justificada, de este modo, la estructura fina del espectro. A estos subniveles se les asignaron símbolos alfabéticos basados en la apariencia que presentan en el espectro: s "sharp"(nítido), p "principal", d "difuse" y f "fundamental".

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tiene el honor de ser la persona que más veces fue nominada al Premio Nobel de física hasta el año 1950 junto a Otto Stern, con un total de 81 nominaciones cada uno (nótese que se puede nominar varias veces a una misma persona un mismo año por diferentes trabajos). Eso sí, entre Stern y Sommerfeld existe una gran diferencia, Stern se llevó el Nóbel en 1943, mientras que Arnold Sommerfeld se quedó con el honor de ostentar el mayor número de nominaciones para un Premio Nobel de física.

Erwin Schrödinger

(Viena, 1887-id., 1961) Físico austriaco. Compartió el Premio Nobel de Física del año 1933 con Paul Dirac por su contribución al desarrollo de la mecánica cuántica. Ingresó en 1906 en la Universidad de Viena, en cuyo claustro permaneció, con breves interrupciones, hasta 1920. Sirvió a su patria durante la Primera Guerra Mundial, y luego, en 1921, se trasladó a Zurich, donde residió los seis años siguientes.

En 1926 publicó una serie de artículos que sentaron las bases de la moderna mecánica cuántica ondulatoria, y en los cuales transcribió en derivadas parciales su célebre ecuación diferencial, que relaciona la energía asociada a una partícula microscópica con la función de onda descrita por dicha partícula. Dedujo este resultado tras adoptar la hipótesis de De Broglie, enunciada en 1924, según la cual la materia y las partículas microscópicas, éstas en especial, son de naturaleza dual y se comportan a la vez como onda y como cuerpo.

Atendiendo a estas circunstancias, la ecuación de Schrödinger arroja como resultado funciones de onda, relacionadas con la probabilidad de que se dé un determinado suceso físico, tal como puede ser una posición específica de un electrón en su órbita alrededor del núcleo.

En 1927 aceptó la invitación de la Universidad de Berlín para ocupar la cátedra de Max Planck, y allí entró en contacto con algunos de los científicos más distinguidos del momento, entre los que se encontraba Albert Einstein

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Permaneció en dicha universidad hasta 1933, momento en que decidió abandonar Alemania ante el auge del nazismo y de la política de persecución sistemática de los judíos. Durante los siete años siguientes residió en diversos países europeos hasta recalar en 1940 en el Dublin Institute for Advanced Studies de Irlanda, donde permaneció hasta 1956, año en el que regresó a Austria como profesor emérito de la Universidad de Viena.

Paul Dirac

(Bristol, Reino Unido, 1902-Tallahassee, EE UU, 1984) Físico británico. Hijo de un profesor de francés de origen suizo, estudió en la escuela en que impartía clases su padre, donde pronto mostró particular facilidad para las matemáticas. Cursó estudios de ingeniería eléctrica en la Universidad de Bristol, interesándose especialmente por el asiduo empleo de aproximaciones matemáticas de que hace uso la ingeniería para la resolución de todo tipo de problemas.

Tras su graduación tuvo dificultades para encontrar trabajo, circunstancia ésta que le llevó a ejercer la docencia casi de forma casual en el St. John's College de Cambridge. Su superior en la mencionada escuela, R. H. Fowler, fue colaborador de Niels Bohr en su labor pionera dentro del campo de la física atómica, una afortunada coincidencia merced a la cual Dirac no tardó en ponerse al corriente de los avances experimentados en esta área de la física.

Pronto, en 1926, realizó su mayor contribución a esta ciencia al enunciar las leyes que rigen el movimiento de las partículas atómicas, de forma independiente y tan sólo unos meses más tarde de que lo hicieran otros científicos de renombre como Max Born o Pascual Jordan, aunque se distinguió de éstos por su mayor generalidad y simplicidad lógica en el razonamiento.

Suya fue también la revolucionaria idea según la cual el comportamiento del electrón puede ser descrito mediante cuatro funciones de onda que simultáneamente satisfacen cuatro ecuaciones diferenciales. Se deduce de estas ecuaciones que el electrón debe rotar alrededor de su eje (espín electrónico), y también

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