ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Capítulo 8

PROTONES, ELECTRONES Y OTROS BICHOS.
 
 


Autor:

Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003

Y

a que empezamos a hablar de corriente eléctrica, creo es tiempo de que empecemos por hacer un resumen de lo que hemos dicho y de las teorías que se empezaron a establecer para explicar estos fenómenos.
Recordarán que si tocamos la esferita terminal de una botella de Leyden   cargada  de  electricidad  con  una  varilla  metálica,  ésta  se

descarga produciéndonos un toque doloroso, pero esto no sucede si la tocamos con una varilla de vidrio.
Podemos repetir el experimento con distintos materiales y encontraremos que algunos, por ejemplo los metales, dejan pasar, "conducen", la descarga eléctrica y por eso se llaman conductores y hay otros que no la dejan pasar como el vidrio o los plásticos y les llamamos aisladores.
Los científicos, para explicar estos fenómenos inventaron una teoría, es decir trataron de imaginar cómo estaba formada la materia.
Los invito a entrar a un mundo fantástico.
Recuerdan que ya, desde los griegos, Emp
édocles y Demócrito habían imaginado el átomo, como la partícula más pequeña de materia .
Fue en 1803 cuando Juan Dalton escribió su famosa teoría atómica de la constitución de la materia, donde decía básicamente que ésta estaba formada por átomos que al reunirse formaban partículas más grandes llamadas moléculas que eran las partes más pequeñas de los elementos y que átomos de diferentes elementos al unirse formaban moléculas de diferentes substancias.
Posteriormente muchos científicos contribuyeron a ampliar la teoría de Dalton para tratar de imaginar cómo estaba formada la materia.
Así imaginaron que el átomo más sencillo, el de hidrógeno, estaba formado por un núcleo, en el que estaba prácticamente toda la masa del átomo, al que llamaron protón, alrededor del cual giraba a gran velocidad una partícula aproximadamente 1845 veces menos pesada, a la que llamaron electrón que consideraron tenía, además de masa gravitacional (peso), carga, o masa eléctrica.
Supusieron que el protón ejercía una fuerza de atracción sobre el electrón, mucho mayor que la simple atracción de la gravedad y, para poderlo mantener en órbita, que el protón tenía una carga eléctrica, que atraía a la del electrón y para ello dijeron que el protón tenía una carga eléctrica del mismo tamaño que la del electrón.
Dijeron que para que pudiera existir esta atracción, las cargas eléctricas del electrón y del protón deberían de ser opuestas, es decir, que el electrón tenía una carga eléctrica negativa y el protón una carga eléctrica positiva, tal parece que estamos hablando de distintas clases de cargas eléctricas.
Nunca he sabido, por qué dijeron que la carga del electrón era negativa y la del protón positiva, hubiera resultado más fácil, si lo hubieran especificado al revés, pero así quedó.
En esta forma está nuestro átomo de hidrógeno formado por un núcleo, el protón con su carga eléctrica positiva y el electrón girando a cierta distancia de él, con su carga eléctrica negativa.
¿No que la electricidad era la misma?.
Aunque todo esto parece muy artificial, los resultados de esta teoría han dado resultados sorprendentes para explicar la constitución de la materia.
Pero no se crean que la cosa queda ahí, átomos de elementos más pesados, tienen varios protones en su núcleo y electrones girando en órbitas a su alrededor.
Quedamos que el protón que tiene carga eléctrica positiva, atrae al electrón que tiene carga eléctrica negativa, o sea que las cargas eléctricas de signos opuestos se atraen, por lo tanto las cargas eléctricas de signos iguales deben repelerse, es decir debe existir una fuerza de repulsión entre los electrones o entre los protones.
¿Cómo es que entonces, los protones del núcleo al repelerse por sus fuerzas eléctricas, no desbaratan a éste?
Bueno, para mantener la cosa en paz y estable al núcleo, existen en éste otras partículas, los neutrones que pesan lo mismo que los protones, pero que no tienen carga eléctrica y que además, ejercen fuerzas distintas a las eléctricas (fuerzas nucleares) entre los mismos neutrones o entre los neutrones y los protones del núcleo, dicha fuerza es tan poderosa que neutraliza la fuerza de repulsión eléctrica de los protones, manteniendo unido al núcleo.
¡Que tal!, ¿qué les parece esta teoría?
En 1932, Carlos Anderson, al estudiar otros rayos misteriosos, los rayos cósmicos, descubrió por casualidad, otra partícula con carga eléctrica igual a la del electrón pero opuesta, es decir carga eléctrica positiva y con una masa similar a la del electrón, le llamó a esta partícula positrón.
Podemos suponer, de hecho actualmente así se considera, que la unión de un positrón, cuya carga eléctrica es del mismo tamaño que la del electrón y un neutrón, cuya masa es igual a la del protón, forman un protón.
También podemos decir que el neutrón, la partícula que descubrió Chadwick es un protón al que le anulamos su carga eléctrica poniéndole un electrón, ¿no les parece?
Podemos imaginar que el positrón y el electrón son las dos caras de una misma moneda, o dicho de otra forma, son los extremos de un campo eléctrico.
Si imaginamos un electrón y un positrón en el espacio, entre ambos existirá un campo eléctrico, es decir: líneas de fuerza que se extienden de uno al otro, como ligas sujetas entre dos extremos formados por el positrón y el electrón.
¿Ya ven cómo la electricidad es sólo una?
Por lo tanto podemos decir que: el positrón y el electrón son dos cargas eléctricas que se atraen o los extremos de las líneas de fuerza (ligas) del campo eléctrico.
Aunque esta idea parezca muy rebuscada, es muy importante para fijar la teoría del campo eléctrico.
¿Qué sucederá si unimos un positrón y un electrón?
Es decir, ¿qué pasa si soltamos a nuestro electrón y positrón del espacio, dejándolos que sigan la trayectoria de las líneas de fuerza que los unen y tratan de juntarlos?
Esto ya se ha observado y resulta que no queda nada.
¿Nada?
Bueno, la masa desaparece y se produce una onda de energía.
Como les decía, por extraña y artificiosa que parezca esta teoría los resultados prácticos han sido sorprendentes y ha servido para explicar infinidad de fenómenos que suceden en la naturaleza.
Conste que les advertí que la ciencia es más extraña que la ficción. ¡Y esto no es nada!, ¡les prometo teorías que están mucho más allá de la imaginación!
Así tenemos que los átomos de los distintos elementos constituyen verdaderos sistemas solares, con núcleos formados por protones y neutrones y electrones girando a su alrededor en órbitas perfectamente definidas.
El átomo de helio. ¿Se acuerdan, el que fue descubierto en el Sol?, tiene en su núcleo dos protones y dos neutrones y a su alrededor giran dos electrones, su peso atómico es por lo tanto cuatro veces el del hidrógeno.
¿Y cómo son los átomos de los conductores, de los aisladores, qué sucede en la pila de Volta?
Creo que esto merece capítulo aparte.
 

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.