Los modelos en Ciencia

 

El modelo en ciencia es una representación abstracta  de un fenómeno complicado o poco conocido, de manera que cuando es comparado con el modelo (más simple y conocido) permite darle una explicación matemática.

 

Los científicos trabajan sobre modelos provisionales tratando de explicar o intentando interpretar fenómenos. Un modelo es algo, inventado, que se acepta como “válido” si permite explicar los datos conocidos. Ni siquiera los científicos más ingenuos creen que el modelo perfecto representa perfectamente lo real. Las verdades científicas no son la Verdad, su papel es más humilde. Desde este punto de vista, parte de la grandeza de la Ciencia está ligada a la capacidad para reconocer sus limitaciones y a la aceptación de la provisionalidad de sus conocimientos.

 

 

Un ejemplo: el modelo atómico de Bohr:

 

El modelo de Bohr es muy simple y recuerda al modelo planetario de Copérnico, los planetas describiendo órbitas circulares alrededor del Sol. El electrón de un átomo o ión hidrogenoide describe también órbitas circulares, pero los radios de estas órbitas no pueden tener cualquier valor.

Consideremos un átomo o ión con un solo electrón. El núcleo de carga Ze es suficientemente pesado para considerarlo inmóvil,

bohr.gif (1839 bytes)

Si el electrón describe una órbita circular de radio r, por la dinámica del movimiento circular uniforme

Autor: Ángel Franco

 

En el modelo de Bohr, solamente están permitidas aquellas órbitas cuyo momento angular está cuantizado.

n es un número entero que se denomina número cuántico, y h es la constante de Planck 6.6256·10-34 Js

Los radios de las órbitas permitidas son

donde a0 se denomina radio de Bohr. a0 es el radio de la órbita del electrón del átomo de Hidrógeno Z=1 en su estado fundamental n=1.

La energía total es

En una órbita circular, la energía total E es la mitad de la energía potencial

La energía del electrón aumenta con el número cuántico n.

La primera energía de excitación es la que lleva a un átomo de su estado fundamental a su primer (o más bajo) estado excitado. La energía del estado fundamental se obtiene con n=1, E1= -13.6 eV y la del primer estado excitado con n=2, E2=-3.4 eV. Las energías se suelen expresar en electrón-voltios (1eV=1.6 10-19 J)

La radiación emitida cuando el electrón pasa del estado excitado al fundamental es