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[De Thomson a Bohr, historia de un átomo] 1-Modelo atómico de Thomson 1: El modelo

Seguimos con la serie en la que finalmente, después de un buen tiempo y seis artículos, empezamos a hablar de un modelo atómico. Empezaremos por el primer modelo atómico “importante”: El modelo atómico de Thomson. Y primero de todo, ¿cuál es la idea del modelo atómico de Thomson?

El modelo atómico de Thomson es muy simple. Según él los átomos son esferas de carga positiva con electrones incrustados dentro de la esfera, lo cual les confiere una carga eléctrica neutra. Este modelo habla ya del átomo formado por partes positivas y partes negativas.

Vamos a ver consecuencias de este modelo. Básicamente, la gran revolución de este modelo está en el hecho de que predice que los átomos deben radiar ondas electromagnéticas, algo que se había comprobado experimentalmente, como ya comenté vagamente en la presentación de la serie. Voy a intentar explicarlo más o menos sin ecuaciones, aunque ya os advierto que este modelo tiene poca chicha.

Modelo atómico de Thomson: “pudin de pasas” (imágenes extraídas de socratic.org y quimica4atomos.blogspot.com.es)

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Biografía de lo Humano 19: Desde los 250 a 40 mil años antes de hoy III, simbologías

Ésta va a ser la tercera entrada que dedicamos al análisis del camino hacia lo humano durante el periodo de finales del Paleolítico, desde hace 250 a hace 50/40 mil años antes de hoy. Primeros pasos del Homo sapiens y consolidación de mejoras tecnológicas en la talla lítica. De todo ello, y un poco más, tratamos en las dos entradas anteriores (aquí y aquí) de esta serie “Biografía de lo Humano“.

Migraciones de clanes, residencias habitacionales funcionales con ánimo de una cierta permanencia, estrategias elaboradas de caza en equipo… todo nos parece indicar una fuerte racionalización de la idea de grupo como unidad vital. El éxito de la nueva cultura emergente, la musteriense, exigía a la fuerza el afianzamiento y la unión del clan. La abstracción de la individualidad reflejada en el grupo debía ser ya una realidad consciente de la maquinaria mental.

Diorama de un grupo neandertal en su entorno habitacional (Recreación: Kennis & Kennis, foto: Joe McNally, Fair Use)

Estos homos, además de cazar, pescar, recolectar vegetales, vivir en comunidad social en estancias incipientemente organizadas por usos, en donde hacían fuego, o manejar unas determinadas tecnologías, también debían comenzar a sentirse individuos “especiales”, distintos de sus convecinos de clan. Y no hay nada como adornarse para resaltar la individualidad. ¿Qué sabemos de sus elementos de adorno?

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¿Has leído “La cuchara menguante”, de Sam Kean?

Pues bien, querido lector, si tú, como yo, eres uno de los impacientes miles de seguidores de la serie sobre “Conoce tus elementos” de Pedro en El Tamiz, serie que recorre la tabla periódica de los elementos, un elemento cada vez en orden de número atómico; si tú, como yo, repito, estás impaciente porque la serie quedó abandonada hace tiempo en el elemento número 38, el estroncio, y sigues, igual que yo, esperando que algún cercano día Pedro la continúe con el elemento 39, el itrio… entonces te recomiendo que leas La Cuchara Menguante, de Sam Kean (“The disappearing spoon” es su título original, que hace referencia, cómo no, a lo que ocurre con la cuchara de pega de galio que, al introducirla en el té caliente, se funde para sorpresa del incauto).

Si recordáis, Alex Girón nos fue contando también aquí cómo era la tabla periódica en su serie homónima, y esta vez lo hacía grupo a grupo, explicando las características comunes a todos los elementos que lo componen… pero, ¡oh, fatalidad!, también Alex tuvo otras obligaciones que le impidieron acabar la serie, justo después de los metales alcalinos (Litio, Sodio, Potasio…), o sea, casi casi al principio.

Pues bien, como las series de Pedro y de Alex, el libro de Kean toma como hilo conductor la tabla periódica de los elementos, pero no lo hace de forma ordenada como ellos, sino que va picoteando de allá para acá, contando más sobre las circunstancias curiosas de los diversos elementos y cómo fueron tomando importancia a lo largo de la historia, o perdiéndola cuando otros materiales fueron sustituyendo a los anteriores. No es, pues, un manual de química ni nada de eso, sino una especie de divertida recopilación de anécdotas, hechos e improbables descubrimientos que han hecho que el mundo sea como hoy lo conocemos. Muy recomendable, pues.

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Lo que se preguntan sus alumnos de 3º de la ESO – XXI: ¿Cómo es posible que cuando vamos a acostarnos y pensamos mucho en una hora determinada, después me despierte a esa misma hora sin necesidad de despertador?

Seguimos el azaroso, variado y casi impredecible camino de esta serie sobre “Lo que se preguntan sus alumnos de 3º de la ESO. Hoy nos toca desatrancar una pregunta realmente difícil. Y digo difícil porque los que más saben sobre los temas de cerebro y sueño-vigilia, aseguran no tener aún las ideas claras. La pregunta es la siguiente: “¿Cómo es posible que cuando vamos a acostarnos y pensamos mucho en una hora determinada, después me despierte a esa misma hora sin necesidad de despertador?”

He decidido confesar cuanto antes. Ya he dicho que no hay una respuesta clara al respecto. Desde el entorno de la neurología se van aproximando al tema, pero… quizás no sea ésta la inquietud más importante en el ámbito del sueño. Intentaré aproximarme dando una visión general siguiendo la lógica del proceso, desde ver cómo, de qué manera ciertas moléculas químicas modulan el dualismo del sueño-vigilia, de cómo el cuerpo se va preparando inconscientemente para el momento del despertar, para por último plantear la hipótesis, mía personal, de que la memoria emocional puede estar implicada en la explicación a nuestra pregunta. Vayamos, pues, al tema.

Este chico se tomó en serio el encontrar la respuesta a nuestra pregunta por la vía de la experimentación científica (Imagen de la web, fair use)

Tanto el sueño como la vigilia son estados particulares de nuestro cerebro. Quizás lo primero que tengamos que saber es qué es lo que le pasa al cerebro durante el sueño y qué es lo que le pasa en el momento anterior al despertar. Para ello vamos a asomarnos al escenario.

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Biografía de lo Humano 18: Desde los 250 a 40 mil años antes de hoy II, usos de vida

Continuamos el relato iniciado en la entrada anterior de esta serie sobre la Biografía de lo Humano. Vamos a seguir, por tanto, en el entorno temporal que se mueve entre hace 250 y los 50/40 mil años antes de ahora. Allí se hizo un repaso de los personajes del momento, una pequeña pléyade de especies Homo entre las que destacan los heildelbergenses, los neandertales, los sapiens y algún que otro erectus.

Grupo de neandertales durante el periodo Musteriense (Wikimedia, Dominio Público)

La fecha de partida no solamente corresponde al hito de los primeros fósiles de una nueva especie, sino también al momento en que una nueva tecnología, más elaborada que la de Modo 2, comienza a tener vida propia y solitaria. Se trata de la tecnología lítica musteriense o de Modo 3, que es más que una forma de hacer herramientas, ya que da nombre a toda una cultura, desde Iberia hasta más allá del mar Caspio.

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[De Thomson a Bohr, historia de un átomo] 0-Conceptos previos 6: Radiación

Empecemos con la última entrada de esta primera parte de la serie. Hoy terminaremos con los conceptos previos que requiere el modelo atómico de Thomson. En los últimos artículos nos introducimos en el mundo del electromagnetismo (aunque no salimos de la electroestática) hablando de la Ley de Coulomb y la Ley de Gauss  (en concreto la Ley de Gauss para el campo eléctrico). También hablamos del movimiento armónico simple, artículo que recomiendo que volváis a leer antes o después que éste, ya que tienen ciertos parecidos. Empecemos

6. Radiación

Primero de todo, ¿qué es la radiación? La radiación consiste en la propagación de energía en forma de partículas subatómicas a través de un medio. Yo sólo voy a hablar de la radiación producida por los fotones, es decir, la radiación electromagnética. La radiación electromagnética consiste simplemente en la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas a través de un medio.

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Lo que se preguntan sus alumnos de 3º de la ESO – XX: ¿Por qué si ponemos el oído encima de la mesa y damos un golpe por debajo, escuchamos el sonido más fuerte?

Nuestro alumno de hoy se pregunta: ¿Por qué si ponemos el oído encima de la mesa y damos un golpe por debajo, escuchamos el sonido más fuerte? (sic)

Si alguien no ha hecho el experimento, éste es el momento de hacerlo:

  1. Sentaos en una silla, erguido, y dad un golpe con los nudillos por debajo de la mesa. Tomad nota de cómo suena.
  2. Acercad la oreja a la mesa, pero sin tocarla. Volved a dar el golpe. ¿Cómo suena? Debería sonar más o menos igual.
  3. Ahora tocad con la oreja la mesa, apoyándola fuertemente contra la mesa. Volved a dar el golpe. ¿Cómo suena? Debería sonar muuucho más fuerte.
¿Por qué ocurre esto?

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Biografía de lo Humano 17: Desde los 250 a 40 mil años antes de hoy I, los protagonistas

A partir de esta entrada damos un paso más en nuestra historia. En la entrada anterior de esta serie sobre la Biografía de lo Humano la habíamos dejado en el momento que llamé “la sutil frontera con el primer Homo sapiens. Nos vamos a adentrar en el tiempo “histórico” que abarca desde el entorno de los 250.000 a los 40.000/50.000 años antes de hoy, es decir, desde los primeros pasos del sapiens hasta cuando acabó de conquistar todo el planeta, a excepción del continente americano.

Comienza una época que en Europa se sitúa a caballo entre el Paleolítico inferior y el medio y en África se conoce como la Edad de Piedra intermedia. A lo largo de este periodo seguiremos encontrando una coexistencia temporal y geográfica de varias especies Homo, que conviven y entrecruzan sus caminos en los tres continentes antiguos. A su vez, va a aparecer un nuevo actor que, como veremos, a la postre se demostrará definitivo, aquel que a finales de la etapa dará un salto emergente tan grande y novedoso que condicionará definitivamente el futuro del género.

Copia del cráneo de Florisbad, clasificado con alguna controversia como Homo sapiens arcaicus (Wikimedia, CC BY-SA 2.0)

Pero no nos adelantemos y volvamos a enlazar con el final del periodo anterior, cuando en África habían quedado los Homo’s heidelbergensis y rhodesiensis, que quizás fueran individuos de la misma especie. Junto a ellos, en algún rincón del continente, surgió una nueva, la del Homo sapiens, cuyos fósiles más antiguos presentan morfologías muy variadas. El de mayor antigüedad pudiera ser el cráneo hallado en el yacimiento de Florisbad, en Sudáfrica, que cuentan con 259.000 años. Se le ha clasificado como de la especie Homo sapiens arcaicus, aunque realmente es una forma intermedia entre los heidelbergenses, los rhodesienses y los sapiens. La seguridad de estar ante el primer sapiens la encontramos en los fósiles de los hombre de Kibish, procedentes de un yacimiento etíope junto al río Omo. Se ha datado su antigüedad en 195.000 años.

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[De Thomson a Bohr, historia de un átomo] 0-Conceptos previos 5: Ley de Gauss

Vamos con una nueva entrada de esta serie donde pretendo, con la excusa de explicar los modelos atómicos, a lo que ya llegaremos, hablar un poco de física. Después de hablar sobre el Movimiento Armónico y sobre la Ley de Coulomb en el último artículo, vamos a continuar en la rama de la electrodinámica. Hablaremos hoy de una forma distinta de decir lo mismo que en el último artículo, pero una forma más general: hablaremos de la Ley o Teorema de Gauss.

Pedro dedicó un artículo a hablar de lo mismo: http://eltamiz.com/2011/08/29/las-ecuaciones-de-maxwell-ley-de-gauss-para-el-campo-electrico/

Os recomiendo que antes o después de leer este artículo os paséis por ahí porque sus explicaciones son inmensamente mejores que las mías.

5. Ley de Gauss

La ley de Gauss es una de las cuatro leyes de Maxwell, así que seguro que todos habéis oído hablar de ella en mayor o menor medida. Además, para cargas estáticas, la ley de Gauss y la ley de Coulomb dicen exactamente lo mismo (de hecho, daré una pequeña demostración en la segunda parte a partir de la ley de Coulomb), pero la ley de Gauss es más general, ya que se puede aplicar a cualquier carga, se esté moviendo o no.

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Biografía de lo Humano 16: Entre 1,8 millones y 250 mil años III, simbologías

Hoy vamos a completar la visión de la etapa que hemos nominado como la de “entre 1,8 millones de años y la sutil frontera con el primer Homo sapiens“. Hablaremos de simbologías. Conviene recordar lo que hemos visto hasta ahora en las dos anteriores entradas de esta serie sobre la ”Biografía de lo Humano“, la número 14 y la número 15, base para contextualizar y entender lo que viene. Gracias a ellas hemos sabido de los personajes y sus entornos familiares, cómo organizaban su vida -sus habitaciones, sus métodos de caza, sus herramientas…- y de cómo la obligación les empujó a salir de su tierra natal hasta “conocer” todo el viejo mundo.

No he podido evitar el compartir esta imagen que se maneja en la red. Me recuerda el Yacimiento israelí de Gesher Benot Ya´Aqov del que hablamos en la entrada anterior. Junto a la cueva, una zona de vida y, alejada de ella, una zona de talla y fuego. (Fair Use)

Los comportamientos observados -la caza coordinada en grupo, los enclaves habitacionales, los restos de fogatas en lo que suponemos hogares…-, aunque lógicamente muy variables a lo largo de un periodo tan extenso, permiten imaginar que los homos que vivían en aquellos momentos poseían unos sentimientos de grupo tribal arraigado. No obstante, todo permanece aún en el campo de lo controvertido, ya que algunos antropólogos creen que, a pesar de lo que tuvo que traducirse como un avance en la complejidad de las relaciones sociales, y a pesar de ser tan trascendental para la supervivencia, aquellos hombres aún no serían plenamente conscientes de ese sentimiento, el de pertenencia al grupo. Personalmente creo que esto pudo ser cierto en la primera parte del extenso periodo analizado -1,6 millones de años-, pero que de ninguna manera debió ser así en su final, cuando observamos unas pautas de comportamiento sociales ya muy complejas. Incluso, como veremos un poco más abajo, despuntan ya detalles que denotan el hecho de que algunos individuos comenzaban a diferenciarse dentro del grupo. Así, se habría sobrepasado la percepción de que el clan era el único elemento vital por excelencia. Las nuevas tecnologías, el mejor conocimiento de la naturaleza y la mejora en las comunicaciones verbales (que debemos suponer) habían reforzado las naturales habilidades sociales, lo que en su conjunto facilitó la supervivencia. El clan funcionaba con más soltura y, por tanto, quedaba tiempo para sentirse “importante” dentro del grupo.

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