EL EXPERIMENTO DE MILLIKAN

EL EXPERIMENTO DE MILLIKAN
Expuso unas gotas de aceite (de igual volumen, lo comprobaba mirando
por el visor) a una radiación ionizante (rayos X que le arrancaban
electrones). Algunas de estas gotas se quedaban suspendidas en el aire
(debido a que sentían una fuerza neta nula: el empuje del aire hacia arriba,
junto con la fuerza eléctrica también hacia arriba, se oponían a la fuerza
gravitatoria) solo cuando las diferencias de potencial eran unas
determinadas, es decir, estaban cuantizadas las cargas de las gotas.
No olvidemos que realizó este experimento en 1909, cuando ya otros
experimentos, como el de Thomson (calculó la relación carga electrón /
masa del electrón en 1897, lo veremos en el tema siguiente), habían
demostrado cuantización en los experimentos con carga.
Concretando, Millikan obtuvo que solo algunos potenciales eran buenos
para mantener en equilibrio esas gotas, y al analizar las carga de las gotas
se dio cuenta de que siempre obtenía resultados de carga en la gota de
aceite múltiplos de un número el 1’6·10-19. Es decir, Qgota=n·1’6·10-19 C y
ese valor tenía que ser la carga de un electrón.
Esto lo calculó representando el inverso del potencial según iba ocurriendo
el hecho de quedar suspendida en el aire la gota. Representamos 1/∆V
frente a n (el valor más alto de 1/∆V con el valor n “1º experiencia”, el
siguiente 1/∆V con n-1, el siguiente 1/∆V con n-2, .....) y nos sale una
recta, tal y como la que se muestra en la gráfica siguiente:
1/?V
1º experiencia
3º experiencia
2º experiencia
4º experiencia
n-3 n-2 n-1
n
n (nº de electrones)
Con la pendiente de esa recta calculó el valor de la carga del electrón.
Efectivamente, si partimos de que el empuje del aire y la fuerza eléctrica se
oponen a la fuerza gravitatoria llegamos a Qe=tgα·(Daceite-Daire)·Vgota·g·d.
Demostrémoslo:
E.aire  F .electrica  P.gota
V
 n  Q.electrón  D.aceite V .gota  g
d
( D.aceite  D.aire)  V .gota  g  d
V  n 
Q.electrón
Q.electrón
1

 n  tg  n
V ( D.aceite  D.aire)  V .gota  g  d
Q.electrón  tg  ( D.aceite  D.aire)  V .gota  g  d
D.aire  V .gota  g 
Para ver otra forma de explicarlo y realizar una simulación del experimento
visitar el libro física con ordenador, de Ángel Franco García, y más
concretamente el siguiente enlace:
http://scsx01.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/millikan/millikan.html#Det
erminación%20del%20radio%20de%20la%20gota%20en%20ausencia%20
de%20campo .