Experimento de la gota de Millikan

Robert Andrews Millikan
Robert Andrews Millikan en 1891.Robert Andrews Millikan (n. Morrison, Illinois, 22 de marzo de 1868 - † Pasadena, California, 19 de diciembre de 1953) fue un físico estadounidense que ganó el Premio Nobel de Física en 1923 primordialmente por su trabajo para determinar el valor de la carga del electrón y el efecto fotoeléctrico. También investigó los rayos cósmicos

Biografía:
Estudió en las universidades de Columbia, Berlín y Gotinga. En 1896 fue nombrado profesor de física en la Universidad de Chicago. Abandonó la universidad en 1921 para asumir el cargo de presidente del Instituto tecnológico de California, en Pasadena.

Investigaciones científicas:
Estudió en un principio la radioactividad de los minerales de uranio y la descarga en los gases. Luego realizó investigaciones sobre radiaciones ultravioletas.

De 1910-1917, mediante su experimento de “la gota de aceite”, determinó la carga del electrón:1,602 × 10-19 culombios; su masa en reposo es: 9,109 × 10-31 kg.

La carga del electrón es la unidad básica de electricidad y se considera la carga elemental en el sentido de que todos los cuerpos cargados lo están con un múltiplo entero de dicha carga. El electrón y el protón poseen la misma carga, pero, convencionalmente, la carga del protón se considera positiva y la del electrón negativa.

En 1916 procedió a determinar la constante de Planck midiendo la frecuencia de la luz y la energía de los electrones liberados en el efecto fotoeléctrico. Posteriormente se dedicó al estudio de los rayos cósmicos (como él los denominó), mediante experiencias efectuadas desde una profundidad de 20 metros bajo el agua hasta una altura de 16.000 metros, para lo que organizó expediciones científicas en Australia y en la India. Experimentó de esta forma el aumento de la intensidad de estos rayos con la altura.

En 1923 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por sus trabajos para determinar el valor de carga del electrón y el efecto fotoeléctrico.
Robert Andrews Millikan
Experimento de la gota de aceite

Se denomina experimento de la gota de aceite al experimento clásico realizado en 1909 por el físico estadounidense Robert Millikan y que le permitió medir la carga del electrón.

La experiencia consiste en introducir en un gas, por medio de un atomizador, gotitas de aceite de un radio del orden de un micrómetro. Estas gotitas caen muy lentamente, con movimiento uniforme, con su peso compensado por la viscosidad del medio. Este tipo de movimiento viene regido por la ley de Stokes. Ahora bien, las gotas se cargan electrostáticamente al salir del atomizador por lo que su movimiento de caída se altera fuertemente si se hace actuar un campo eléctrico vertical. Ajustando convenientemente el campo, puede lograrse que la gota permanezca en suspensión.

Conociendo el valor m de la masa de la gota, la intensidad E del campo eléctrico y el valor g de la gravedad, puede calcularse la carga q de la gota en equilibrio:

mg = qE
Millikan comprobó que las variaciones de esta carga eran siempre múltiplos de una carga elemental, indudablemente la del electrón. Por consiguiente pudo medir la carga eléctrica que posee un electrón. Este valor es:

e = 1,602 × 10-19 culombios.

Millikan recibió el premio Nobel de Física en 1923 en parte por este experimento.

Dispositivo experimental

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