Experimeto De Millikan

EXPERIMENTO DE MILLIKAN
Durante el periodo de 1909 a 1913, Robert Millikan (1868-1953) realizo un conjunto de experimentos en la universidad de chicago en los cuales midió la carga elemental del electrón e, y demostró la naturaleza cuántica de la carga electrónica. El aparato utilizado por Millikan. Como lo vemos en la imagen de abajo
Contiene dos placas metálicas paralelas. Gotas de aceitecargadas por fricción en un atomizador pasan a través de un pequeño agujero en la placa superior. Un haz de luz dirigido horizontalmente se utiliza para iluminar las gotas de aceite, las cuales se observan por medio de un telescopio cuyo eje hace un ángulo recto con el haz. Cuando las gotas se observan de esta manera, parecen un cielo estrellado con fondo oscuro, y la rapidez de caída de las gotaspueden ser determinada.
Consideremos que una sola gota de masa m con una carga q esta siendo observada, y que su carga es negativa. Si no hay campo electrónico presente entre las placas, las dos fuerzas que actúan sobre la cargas son su peso mg, hacia abajo, y hacia arriba la fuerza viscosa de arrastre D, como se indica en la imagen (A). La fuerza de arrastre es proporcional a la velocidad degotas. Cuando la gota alcanza su velocidad terminal ν las dos fuerzas se balancean una a la otra (mg = D).
Ahora supongamos que un campo eléctrico se coloca entre las placas al conectar una batería tal que la placa superior este a un potencial mayor. En este caso, una tercera fuerza qE actúa sobre el aceite. Dado que q es negativa y E esta hacia abajo, la fuerza eléctrica esta hacia arriba como sele indica en la imagen.

Aparato de millikan

Imagen (B). Si esta fuerza es grande, la gota tendera a subir y la fuerza de arrastre D´ actuaria hacia abajo. Cuando la fuerza eléctrica dirigida hacia arriba qE es balanceada por la suma del peso y la fuerza de arrastre, ambas actuando hacia abajo, la gota alcanza una nueva velocidad terminal υ´.





Imagen (A)imagen (B)

Con el campo encendido, la gota se mueve lentamente hacia arriba, por lo regular a razón de algunos centésimos de centímetros por segundo. La razón de caída en ausencia del campo es compatible. Entonces, una sola gota con masa y radio contante puede ser seguida durante horas, alternando subidas y caídas, por medio de un simple interruptor de encendido yapagado del campo eléctrico.
Después de realizar mediciones sobre miles de gotas, millikan y su colaboradores encontraron que todas las gotas, con 1% de precisión, tenían una carga igual a un múltiplo entero de la carga elemental e, es decir,

Donde e = 1.60 * 10-19C. el experimento de millikan es evidencia concluyente de que la carga esta cuantizada. El obtuvo el premio nobel de fisica en 1923por este trabajo.
APLICACIONES ELECTROSTATICA
Los principios electrostaticos se han utilizado en diversas aplicaciones, algunas de las aplicaciones practicas incluye precipitadores electrostaticos, utilizados para reducir el nivel de contaminacion atmosferica al quemar carbon en las plantas de potencia, y en el proceso de la xerografia, el cual ha revolucionado el proceso de produccion deimágenes. Aplicaciones cientificas de los principios electrostaticos incluyen los generadores electrostatico para acelerar particulas elementales cargadas y el microscopio electrico, el cual se utiliza para obtener imágenes de átomos sobre superficies metalicas.
Generador de Van de Graaff
El generador de Van de Graaff es una máquina electrostática que utiliza una cinta móvil para acumular grandescantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica hueca. Las diferencias de potencial así alcanzadas en un generador de Van de Graaff moderno pueden llegar a alcanzar los 5 megavoltios. Las diferentes aplicaciones de esta máquina incluyen la producción de rayos X, esterilización de alimentos y experimentos de física de partículas y física nuclear.

Generador de van de Graaff...