Modelo mecánico del átomo de Bohr

A continuación se presenta un montaje experimental que permite demostrar la aparición de ondas estacionarias circulares en un anillo de caucho que se hace vibrar. Considerando que el anillo representa la órbita seguida por el electrón alrededor del protón, y que el electrón puede visualizarse como una onda de materia, se encuentra que solo para ciertas frecuencias de vibración del sistema aparecen estados estacionarios. Estos corresponden, según la analogía establecida, a las órbitas estables planteadas por Bohr en su modelo.

Materiales & Equipos

• Generador de señales
• Parlante
• Tabla de madera con anillo de cauchos

Descripción del experimento

El modelo del átomo de hidrógeno planteado por Niels Bohr en 1.913 consiste en un núcleo conformado por un protón sobre el que gira un electrón siguiendo una órbita circular. El electrón no se precipita hacia el núcleo por acción de la fuerza electrostática existente entre las cargas debido a que hay ciertas órbitas estables en las que puede permanecer el electrón.
Cada órbita estable tiene asociado un radio y una energía que depende de un índice entero n. Estos estados estables surgen de la suposición de que el momento angular L del electrón está cuantizado según la relación:
La suposición de que el momento angular está cuantizado no resulta del todo natural de interpretar; sin embargo si se combina esta hipótesis, con la relación propuesta por de Broglie, en donde el electrón tiene asociada una longitud de onda (λ = h / mv), se encuentra que las órbitas estables son aquellas en las que quedan inscritas exactamente un número entero de longitudes de onda; es decir son aquellas que satisfacen la siguiente condición:
Se concluye entonces que las órbitas estables en donde permanece el electrón son aquellas en donde pueden quedar inscritas un número entero de longitudes de onda asociadas al electrón. En la siguiente figura se presentan dos casos de orbitas en donde una es permitida y la otra no.

V.A