Modelo atómico de Bohr-Sommerfeld-Catalán
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El modelo atómico de Bohr-Sommerfeld-Catalán es el resultado de las investigaciones de los científicos Niels Bohr, Arnold Sommerfeld y Miguel Catalán al proceder a analizar y determinar la estructura de la materia. Los físicos del siglo XX establecieron varios modelos para concebir el átomo y describir el movimiento de los electrones alrededor del núcleo.
Después de una serie de modelos descriptivos, en 1913, el físico danés Niels Bohr sugirió un modelo más elaborado: el modelo atómico de Bohr, en el que, por primera vez, se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Es un modelo transaccional, en cuanto a que se ubica entre la mecánica clásica y la cuántica, y que define una época concreta en la investigación sobre la estructura de la materia. El modelo explicaba cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo, y porqué los átomos presentaban espectros de emisión característicos —dos problemas ignorados en el modelo previo de Rutherford—. Además, el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico explicado por Albert Einstein.
El modelo atómico de Bohr permitía describir el comportamiento del átomo de hidrógeno, sin embargo, en los espectros de átomos de otros elementos no se obtenía tal coherencia, y se observaba que los electrones de un mismo nivel energético podían tener diferente energía, lo que evidenciaba la existencia de un posible error en el modelo.
Arnold Sommerfeld lo revisó, y lo justificó suponiendo que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles, es decir, energías ligeramente distintas. Además, desde el punto de vista teórico, Sommerfeld había encontrado que en ciertos átomos, las velocidades de los electrones llegaban a una apreciable fracción de la velocidad de la luz.
Sommerfeld estudió la cuestión incorporando conceptos relativistas. Posteriormente, Miguel Catalán aportó las conclusiones de sus trabajos de investigación espectrográfica en el laboratorio de Alfred Fowler en el Imperial College de Londres, permitiendo a Sommerfeld disponer de los datos observacionales necesarios, contrastados con las pruebas experimentales del propio Catalán.