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Modelo Atómico de Bohr – Sommerfeld –Catalán II


Gabriel Barceló

Domingo, 2 de Febrero 2020


En esta segunda entrega seguiremos recordando el CXXV aniversario del nacimiento de Miguel Catalán y su singular participación en la determinación de la estructura de la materia


Testimonios
Son muy numerosos los testimonios de profesores e investigadores sobre la influencia del trabajo de Catalán en la concepción de aquel nuevo modelo atómico
El catedrático Luís Brú recordaba la importancia del trabajo de Catalán en la determinación del nuevo modelo atómico.
En la III Reunión Nacional de Espectroscopia, proponía: Catalán vivió esa deliciosa “belle epoque” de la Física, que comprende desde Böhr hasta Heisemberg. La teoría de Böhr es un modelo perfecto del bien quehacer, asentada sobre los datos aportados por los espectroscopístas, siendo los suministrados por Catalán de capital importancia, [Brú, Luís: Recuerdo de M. A. Catalán. III Reunión Nacional de Espectroscopia. Zaragoza 24/29 Septiembre 1972].
Miguel Catalán aceptó que el espectro de un elemento puro estuviese formado por la representación de las excitaciones de los distintos electrones de las distintas capas del átomo, y de ahí esas regularidades en el espectro, que él denominó Multipletes. Identifica un primer triplete que asigna a los dos electrones de valencia química, y al primer electrón de la siguiente capa. Así define una correlación física para cada elemento entre la estructura del átomo y los Multipletes observados en su espectro. De esta forma, la identificación de los Multipletes del espectro de cada elemento permitía deducir la estructura de ese átomo, y confirmar el número de electrones y protones de ese elemento. Su descubrimiento permitía un gran avance en el conocimiento de la estructura de la materia y en la física en general.
Con sus descubrimientos Catalán había aportado la prueba experimental que los físicos teóricos, como Sommerfeld y Böhr necesitaban para definir el modelo definitivo de la estructura del átomo:
  • Establece un nuevo procedimiento de interpretación de los espectros de los elementos complejos.
  • Confirma la causalidad física de la supuesta correlación entre cada elemento y su espectro, al relacionar las regularidades descubiertas en el espectro, con las posiciones de los electrones del átomo.
Esta fue la aportación más valorada de Catalán a la ciencia, en concreto a la espectrografía y a la física atómica, pero no fue la única [Barceló, G.: Miguel A. Catalán Sañudo. Memoria Viva. Pág. 183. Editorial Arpegio. 2012.].
El profesor José Campos de la Universidad Complutense de Madrid exponía en una ponencia: En 1922 el prof. Catalán descubrió los multipletes atómicos en el manganeso, que son una forma de ordenación de los niveles atómicos en átomos complejos. Este hecho constituyó un paso fundamental en aquellos años cruciales, que tuvieron lugar entre el nacimiento de la antigua mecánica cuántica del átomo (Böhr 1913), hasta el surgimiento de la actual en 1925. [Campos, José: Ponencia en el Congreso internacional: 100 Years of Quantum Theory. History, Physics and Philosophy Facultad de Filosofía de la Universidad Complutense de Madrid, noviembre de 2000. Universidad Complutense de Madrid, Dpto. de Física Atómica, Molecular y Nuclear].
En la Breve historia de la Metrología, también se hace referencia a la aportación de Catalán al desarrollo de ese modelo y de la teoría cuántica: Precisamente, uno de los miembros del Laboratorio de Investigaciones Físicas de la Junta fue Miguel Antonio Catalán (1894-1957), a quien se debe la aportación a la física más destacada de la historia española con el descubrimiento, en 1921, de los denominados “multipletes”, lo que supuso un paso muy importante en el desarrollo de la teoría cuántica, sirviendo para justificar adecuadamente el número cuántico que había introducido en 1920 Arnold Sommerfeld [Centro Español de Metrología: Breve historia de la Metrología, 2007].

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