Robert Millikan y Modelos Atomicos

ROBERT MILLIKAN Fue Fue un físi físico co estadounid unide ense que gano le Premi remio o N!el de Física en "#$% &rimordialmente &rimordialmente &or su tra!a'o &ara tra!a'o &ara determinar el (alor  de  de la carga del electrn ) el efecto fotoel*ctrico+ Tam!i*n in(estigo los ra)os csmicos+ Estu Estudi dio o en las las uni( uni(er ersi sida dade des s de ,olom!ia,olom!ia - Berlín ) .otinga+ En "/#0 fue nom!rado &rofesor   de física en la uni(ersidad de ,1icago+ A!andono A!andono la uni(ersidad uni(ersidad en "#$" &ara asumir el cargo de &residente del Instituto de ,alifornia- en Pasadera+ Experimento de la Gota de Aceite 2e denomina e3&erimento de la gota de aceite al aceite  al e3&erimento cl4sico reali5ado en "#6# &or el físico estadounidense Ro!ert Milli7an ) que le &ermiti medir la carga del electrn+ El e3&erimento consiste en introducir en un gasgas- gotitas de aceite de un radio del radio del orden de un micrmetro micrmetro++ Estas Estas gotitas gotitas caen mu) lentamen lentamentete- con  mo(imiento uniforme mo(imiento uniforme- con su

&eso com&ensado &or la  (iscosidad del medio+ Este ti&o de mo(imiento (iene regido &or  la le) de 2to7es+ A1ora !ien- las gotas se cargan electrost4ticamente al salir del atomi5ador &or lo que su mo(imiento de caída se altera fuertemente si se 1ace actuar un cam&o el*ctrico (ertical+ A'ustando con(enientemente el cam&o- &uede lograrse que la gota &ermane5ca en sus&ensin+ ,onociendo el (alor m de la masa de la gota- la intensidad E  del cam&o el*ctrico ) el (alor g  de la gra(edad- &uede calcularse la carga q de la gota en equili!rio8 mg = qE Ec. Nº 1. Milli7an com&ro! que las (ariaciones de esta carga eran siem&re m9lti&los de una carga elemental- induda!lemente la del electrn+ Por consiguiente &udo medir la carga el*ctrica que &osee un electrn+ Este (alor es8 e : "-06$ ; "6<"# culom!ios+ Para medir la (elocidad caída de la gota al aire li!re se ocu&a la Le) de 2to7es con lo cual se calcula la masa de la gota o!ser(ando la (elocidad de ascenso de la gota en el cam&o el*ctrico nos &ermite calcular la fuer5a so!re ella- ) de aquí- la carga que &osee la gota de aceite+ 2in em!argo- el e3&erimento entregar4 la carga total de una gota- a tra(*s de esto &odremos o!tener una ta!la ) cierto grado de conocimiento e3&erimental que la carga de un solo electrn &uede ser determinada+ 2e seleccionar4n gotas las cuales asciendan o desciendan lentamente- con lo cual tendremos la certe5a que la gota &osee una &eque=a cantidad de electrones+ ,on todo esto- conoceremos la  naturale5a atmica ) el*ctrica de la gota+ Postulados de Thomson a+La materia es el*ctricamente neutra- lo que 1ace &ensar que- adem4s de electronesde!e de 1a!er &artículas con cargas &ositi(as+ !+Los electrones &ueden e3traerse de los 4tomos- &ero no así las cargas &ositi(as+ Pro&uso entonces un modelo &ara el 4tomo en el que la ma)oría de la masa a&arecía asociada con la carga &ositi(a >dada la &oca masa del electrn en com&aracin con la de los 4tomos? ) su&oniendo que 1a!ía un cierto n9mero de electrones distri!uidos uniformemente dentro de esa masa de carga &ositi(a >como una es&ecie de &astel o cala!a5a en la que los electrones estu(iesen incrustados como si fueran trocitos de fruta o &e&itas?+ Fue un &rimer modelo realmente atmico- referido a la constitucin de los 4tomos- &ero mu) limitado ) &ronto fue sustituido &or otros+ T1omson- sir @ose&1 'o1n >"/0<"#6?+ Físico !rit4nico+ 2eg9n el modelo de T1omson el 4tomo consistía en una esfera uniforme de materia cargada &ositi(amente en la que se 1alla!an incrustados los electrones de un modo &arecido a como lo est4n las semillas en una sandía+ Este sencillo modelo e3&lica!a el 1ec1o de que la materia fuese el*ctricamente neutra- &ues en los 4tomos de T1omson la carga &ositi(a era neutrali5ada

&or la negati(a+ Adem4s los electrones &odrían ser arrancados de la esfera si la energía en 'uego era suficientemente im&ortante como sucedía en los tu!os de descarga+ @+ @+ T1omson demostr en "/#C que estos ra)os se des(ia!an tam!i*n en un cam&o el*ctrico ) eran atraídos &or el &olo &ositi(o- lo que &ro!a!a que eran cargas el*ctricas negati(as+ ,alcul tam!i*n la relacin entre la carga ) la masa de estas &artículas+ Para este c4lculo reali5 un e3&erimento8 1i5o &asar un 1a5 de ra)os catdicos &or un cam&o el*ctrico ) uno magn*tico+ ,ada uno de estos cam&os- actuando aisladamente- des(ia!a el 1a5 de ra)os en sentidos o&uestos+ 2i se de'a!a fi'o el cam&o el*ctrico- el cam&o magn*tico &odía (ariarse 1asta conseguir que el 1a5 de ra)os siguiera la tra)ectoria 1ori5ontal originalD en este momento las fuer5as el*ctricas ) magn*tica eran iguales )- &or ser de sentido contrario se anula!an+ El segundo &aso consistía en eliminar el cam&o magn*tico ) medir la des(iacin sufrida &or el 1a5 de!ido al cam&o el*ctrico+ Resulta que los ra)os catdicos tienen una relacin carga a masa m4s de "+666 (eces su&erior a la de cualquier ion+ Esta constatacin lle( a T1omson a su&oner que las &artículas que forman los ra)os catdicos no eran 4tomos cargados sino fragmentos de 4tomos- es decir- &artículas su!atmicas a las que llam electrones+