El 1904 Hantaro Nagaoka va desenvolupar un model atòmic que compementaba el model atòmic de Thomson. El model de Nagaoka també és conegut com a model atòmic saturnià.
Aquest model atòmic és un model hipotètic de l'estructura atòmica a diferència de el model de pudding de panses de Thomson. En aquest model es va postular per primera vegada l'existència d'el nucli atòmic.
En què consisteix el model atòmic de Nagaoka?
A principis de segle XX, després dels estudis de el model atòmic de Dalton i del de el model de Thomson, els físics tot just havien començat a comprendre l'estructura de l'àtom. El descobriment de l'electró va demostrar l'existència de càrregues negatives en l'àtom i això, perquè fos globalment neutre, implicava necessàriament que també existien càrregues positives.
Nagaoka, basant-se en que les càrregues elèctriques oposades són impenetrables, va proposar un model atòmic basat en una esfera gran i massiva amb càrrega elèctrica positiva. Aquesta esfera era el nucli atòmic i estava envoltada per diversos electrons orbitant al seu voltant. Nagaoka va descriure aquestes òrbites com òrbites circulars, equivalents a Saturn i els seus anells.
Nagaoka va explicar l'estabilitat atòmica segons el seu model amb una analogia amb l'estabilitat dels anells de Saturn. James Clerk Maxwell havia publicat recentment un estudi sobre aquest model i va realitzar dues prediccions:
-
l'existència d'un nucli molt massiu, en analogia amb la desproporció entre la massa de Saturn i la de l'anell;
-
que els electrons giren al voltant de l'nucli lligats per la força electrostàtica, a l'igual que les partícules de l'anell giren al voltant de la planeta lligats per la força gravitacional.
Com infulenció el model de Nagaoka a el model atòmic de Rutherford?
Les dues prediccions van ser prou confirmades per Ernest Rutherford, que va esmentar el model de Nagaoka en l'article de 1911 en el qual comunicava el descobriment de l'nucli.
No obstant això, el model atòmic de Rutherford revelava com de equivocat estava el model de Saturn. En realitat, el nucli era molt més petit del que havia suposat Nagaoka. A més, un anell amb una càrrega elèctrica hauria estat inestable a les oscil·lacions en una direcció ortogonal a mapa de la rotació de l'anell.
Els descobriments de Rutherford servirien com a base per als estudis per desenvolupar el model atòmic de Niels Bohr i el posterior model atòmic de Sommerfeld.
També cal dir que Nagaoka a través del model de Saturn va ser incapaç de predir els fenòmens espectrográficos, com la formació de línies espectrals i la radioactivitat. Després d'aquests nous descobriments, el mateix Nagaoka va abandonar el seu model en 1908.
¿Quién era Hantaro Nagaoka?
Nagaoka Hantaro (15 d'agost de 1865 - 11 de decembre de 1950) va ser el físic japonès més destacat durant l'últim període Meiji. Va ser un dels fundadors dels físics japonesos que van començar el període Meiji, el fundador de l'escola científica. Autor de diversos treballs sobre electricitat i magnetisme, física atòmica i espectroscòpia.
Nascut a Omura, prefectura de Nagasaki, Nagaoka es va formar a la Universitat de Tòquio. Després de graduar-se en 1887, va col·laborar amb el físic britànic Cargill Gilston Knott en estudis de magnetisme. El 1893 es va traslladar a Europa, on va completar la seva formació a les universitats de Berlín, Munic i Viena. En 1900 va assistir a el Primer Congrés Internacional de Física a París, on va escoltar la conferència de Marie Curie sobre radioactivitat, un esdeveniment que va augmentar l'interès de Nagaoka per la física atòmica.
Treballs principals de Nagaoka
Hantaro Nagaoka va rebutjar el model de Thomson sobre la base que les càrregues elèctriques oposades són impenetrables i va proposar el model atòmic alternatiu explicat anteriorment. No obstant això, ell mateix ho va abandonar en 1908.
Després d'abandonar el seu model atòmic, Nagaoka es va ocupar de l'espectroscòpia i altres camps. El 1909, va publicar un treball sobre la inductància dels solenoides.
Al març de 1924, va descriure experiments en què va afirmar haver obtingut un mil·ligram d'or i una mica de platí. El descobriment el va fer sotmetent mercuri a un camp elèctric de 15 × 10 ^ 6 V / m durant unes poques hores. L'experiment es va repetir posteriorment amb resultats contradictoris, resultat de la contaminació de l'or ja present en el mercuri.
El 1929, Nagaoka va detectar les pertorbacions de ràdio produïdes per meteors. El físic japonès va plantejar la hipòtesi que seria possible establir una comunicació entre dues estacions en terra. Per a això, va utilitzar, com a enllaç de ràdio, el rastre ionitzat que deixa el meteoroide a l'entrar a l'atmosfera.
