Manuel Lozano Leyva y el 100 aniversario del Modelo Atómico de Niels Bohr

Se cumplen cien años de la publicación de uno de los artículos claves en el desarrollo de la física del s. XX, esencial para la cuántica y para mucha de la tecnología que disfrutamos hoy en día: el modelo atómico de Bohr.

Aquí un servidor ha tenido la suerte de que el cualificadísimo amigo Manuel Lozano Leyva, Catedrático de Física Nuclear de la Universidad de Sevilla, le cuente el qué y el porqué de este aniversario.

Ahí va. Espero que os guste, en vídeo y podcast:

El correo electrónico del programa es probetany@gmail.com y también estamos en Facebook y Twitter.


4 Comentarios

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César

Hay algunas inexactitudes manifiestas en las declaraciones de Lozano Leyva. Comento algunas, pero no soy exhaustivo.

1 Existencia de los átomos

Imagináos que ahora llega alguien y encuentra una forma de confirmar experimentalmente la teoría de cuerdas. ¿Iría todo el mérito del desarrollo de la teoría de cuerdas para él? No, ¿verdad?

Pues eso es lo que hace Einstein: proporcionar un método para confirmar experimentalmente la teoría cinética de la termodinámica, en concreto que la segunda ley tiene una naturaleza estadística. Los experimentos confirmatorios fueron llevados a cabo por Chaudesaigues (1908) y especialmente por Perrin (1909). La teoría cinética tiene varios padres pero cabe mencionar a Maxwell y Boltzmann como los más prominentes.

2 Estabilidad del mundo/átomos

La del mundo no se explica por el modelo de Bohr. Se explica por el principio de exclusión de Pauli.

El modelo de Bohr tampoco explica la estabilidad de los átomos. Sólo afirma que existe y “postula” qué debe cumplirse para ello, que es un matiz no menor.

3 Niels Bohr jugaba de portero. Lo confunde con Harald, su hermano, que era delantero.

4 Los postulados de Bohr no son de su tesis doctoral.

La tesis la defendió en 1911 en Copnhague dirigida por Christensen y trataba de la aplicación de la teoría electrónica de Lorentz a los metales. Nada que ver. Los postulados aparecieron en papers de 1913 tras su estancia postdoc en Manchester con Rutherford (y la anterior en Cambridge con J.J. Thomson).

5 Predicciones de los postulados

Es al contrario. Existían los resultados experimentales (series espectroscópicas) y los postulados los explicaban. De hecho fue lo último que añadió al paper inaugural al encontrarse la fórmula de Balmer en el libro que Stark escribió sobre ello. De ahí derivó la fórmula de la energía de los estados que es la que abre el paper.

6 Primer postulado

Lo verdaderamente revolucionario no es el concepto de estado estacionario, sino que un electrón puede estar en MÁS de un estado estacionario dentro de un mismo átomo.

El concepto de estado estacionario ya era conocido, tanto es así que Arthur Eric Haas ya había calculado el valor de lo que hoy se conoce como “radio de Bohr” la distancia al estado estacionario fundamental en ¡1910!

7 Origen de la luz

Dicho así suena a cachondeo. Se refiere a la “luz espectroscópica”.

8 Postula Planck y Bohr se lo aplica al átomo inmediatamente después de la postulación.

Falso de toda falsedad. Planck lo postula en diciembre de 1900. La primera aplicación relevante al átomo como hemos mencionado es la de Haas (1910) y la segunda importante la de Nicholson (1912), y no son las únicas previas a Bohr. http://zientziakultura.com/2013/05/1...s-cuantico/

9 Y seguís vosotros….que me da pereza…

Rafael EnríquezRafael Enríquez

Totalmente de acuerdo con César, sobre todo es muy interesante el punto 5 ya que lo que revolucionó el estudio del átomo fueron los espectros y el experimento de Rutherford que propuso un modelo inestable pero que abrió el camino hacia la concepción cuántica.
En el punto 2 está la clave de su teoría: no explica sólo postula lo que dictan los experimentos espectroscópicos.

Tom WoodTom Wood

Mira, hay que tener cuidado con los errores de contenido físico. El principio de exclusión de Pauli, no es la causa de la estabilidad del átomo; es decir, de que los electrones no caigan al núcleo, y el átomo sea una especie de pudin con pasa, al estilo Thomson (que resultaba un gran avance también, desde el análisis de los experimentos de la electrodinámica; aunque hoy los iluminado no lo vean así. Que no es tampoco un gran avance para la estadística termodinámica; ya que no era la preocupación central de Thomson, mas dirigida a la conducción eléctrica y otros resultados de las macrovariables de la electrodinámica,…), o algo parecido, menos vacío que un átomo (si, el átomo, es puro vacío real, algo asombroso) y sin tanta concentración de materia en su centro (de lo que también, se intuía, la existencia de estructura, partículas y fuerzas en ese centro tan denso, tan energético).
Ni los postulados de Bohr, por ser postulados; ni el principio de exclusión de Pauli, por ser un principio (otro postulado): explican físicamente la estabilidad de los átomos. Ni tampoco la Mecánica Cuántica dice la causa; solo se limita a describirla, se adapta, se modela, se adecua a los resultados experimentales. La MC, no explica, ni por asomo (el que se lo quiera creer, esa es su Fe), porque el electrón no cae al núcleo. La MC, ni siquiera puede explicar con claridad física; como pasa un electrón de un nivel al otro, algo que nos gustaría saber y que algún día sabremos. Ya que es una pregunta fundamental, con sustancia física, y para mi, legal hacérsela.
(Y para especular mas aun, los experimentos cuánticos de la doble rendijas, meten un aparato de medida, en tercer elemento, que según mis experimentos, no es necesario para conocer la posición y el momento de la partícula; es un estorvo, lo que da lugar a una interpretación ondulatoria (interferencia estilo óptica), donde lo que hay es una interacción Luz-Luz débil. Incluso, la misma interpretación ondulatoria de la interferencia y la difracción óptica, en un nuevo paradigma físico, y en unos experimentos con buena imaginación física; deben ser explicados corpuscularmente. Es decir, ambivalencias físicas, como la dualidad onda-corpúsculo y otras, bajo un nuevo paradigma, deberán ser abordadas críticamente, si queremos ver mas relación entre el macromundo(Relatividad), humanomundo(Mecánica) y el micromundo (MC) . Y eso no quiere decir que la MC, o alguna otra física este mal, sino que es muy limitada, para los gustos y las exigencias intelectuales humanas. Lo mismo que pensaba Einstein, pero con mas base.)
Los postulados o principios físicos; son parecidos; pero no es lo mismo, ni por asomo, a los axiomas matemáticos. Incluso los recién graduados, mezclan y confunden los términos: postulados, principios, axiomas matemáticos; debido al matematisidio desmedido de la enseñanza de la física actual y su divorcio con la realidad natural, la frustración experimental, que es de lo que va la física. ¡Craso error! Los axiomas nunca se pueden demostrar; ya que a un cuerpo matemático establecido, axiomático, consistente, es por lógica formal, un principio universal.
Los principios físicos se postulan, en realidad, se LANZAN (con cordura y valentía), al escrutinio de la comunidad científica, gracias a la gran IMAGINACION FISICA (lo que escasea hace unos 100 anos) de ciertos físicos, al parecer, tocados por la gracia de Dios (parece como si le diera acceso a su biblioteca personal de la gran construcción; lo que llaman algunos, el teléfono rojo de la interview divina,…); que logran relacionar fenómenos, experimentos, teoría, leyes, principios menores (ejemplo, los fenómenos eléctrico y magnéticos por separados) sin relación aparentemente o trivial, para los demás mortales. Hasta crear un cuerpo físico-matemático cerrado, consistente con esos pocos principios postulados.
De eso, la física solo tiene 5 generalidades o paradigmas: La Mecánica (decimos, para resumirla, Newtoniana) , la Termodinámica, la Electrodinámica, la MC (1900) y la Relatividad (1905). De todos ellos, yo considero, que por su elegancia y belleza monumental; la Mecánica Newtoniana, se lleva las parmas. Y si buscas en todas las esferas intelectuales, sus iconos supremos (música, pinturas, esculturas, literatura, demostraciones matemáticas,… que se yo,… lo que se te ocurra de la imaginación humana), o obras humanas mas grandes, las mas celebres, las que mas nos hallan influido(claro; sin incluir las celestiales y el lenguaje humano); veras que la Mecánica Newtoniana no tiene parangón en toda la historia humana, como construcción puramente intelectual.
(Otro disparate moderno, muy común y superficial, es creer que es un caso particular de la Relatividad o la Cuántica. En rigor, ni siquiera la Mecánica y la Relatividad, o la Mecánica y MC se podría decir, que son duales para ciertas velocidades o energías. Pero esta es otra tesis confundida, extraída de la metafísica-matemática; el mismitico error, pero con intensiones diferentes, de los que quieren fundir la MC con la Relatividad o que una (según simpatías personales), particularice a la otra.)
(Señores, en este caso, después que un paradigma esta construido, a partir de principios postulados, desde muchas generalidades experimentales; no puedes desbaratarlo, robarle su personalidad propia, hacerla tan flexible, tan plástica, que se la entregues a otro paradigma, derretirla: SIN DESBARATAR ESE PARADIGMA. Lo que equivaldría a construir otro, una nueva física,… y ese seguir siendo valido. Eso, no quita que los paradigmas no intercambien “cosas”,… la mecánica: aporta leyes de conservación a los otros, la relatividad, ayuda a la MC, para velocidades altas;… tal vez, ese sea el origen de la confusión en el método. Otra cosa, la teoría de cuerda y demás metafísica-matemática (si ayudaran a profundizar); no pueden ser jamás el nuevo paradigma, porque los paradigmas parten de sencillos y poquitos postulados. Cinco historias lo demuestran,… ¡5 sigmas históricos! ¿Y quieren cambiarnos el método? ¿Qué lo justifica? El inmovilismo de 100 anos,… no es razón suficiente para transformarlos.)
Tan vez podría ser, porque la Mecánica Newtoniana (la evolución mas vieja, mas larga, de los 5 paradigmas); es el resumen de todas las ideas, desde que el primer humano (científico) se invento el primer Dios; hasta Newton. (Que fue quien introdujo, relaciono y generalizo todo el picotillo físico existente, con rigor matemático, hasta unificarlos en su mecánica ). Y hasta hoy, no conocemos otro lenguaje otra forma, de hacerlos mejor que el,… )
Es decir; desde que se dio cuenta (el primer acto científico de un humano, un acto grandioso, “grandiosicimo”,… un acto meramente intelectual, mas intelectual que ninguno otro, después; por carecer de referencias: imágenes, escritos, revistas, matemática, TV,…), que no solo existía el, las plantas, las fieras,…; sino que además había cosa inexplicables, no triviales de su existencia y que lo interaccionaban sutilmente, que había que encontrarles una razón humana.
Ahora, a los principios físicos, por ser postulados desde una generalizacion intelectual de muchos fenómenos físicos reales(no son axiomas); si pueden ser aclarados, explicadas sus causas.
Por ejemplo: Si creo que podemos conocer, por que la velocidad de la Luz es constante (un principio postulado por Einstein); cuando no debía serlo, ya que es emitida y absorbida por un ente masivo (v

Tom WoodTom Wood

Por ejemplo: Si creo que podemos conocer, por que la velocidad de la Luz es constante (un principio postulado por Einstein); cuando no debía serlo, ya que es emitida y absorbida por un ente masivo (v

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