EXPERIMENTO DE MILLIKAN

Experimento clásico diseñado para determinar la unida de carga. Robert A. Millikan, un físico estadounidense, diseñó una serie de experimentos a principios del siglo XIX. En la figura de abajo, se muestra un esquema de su aparato. Se pulverizan gotas de aceite en la región comprendida entre las dos placas metálicas. Se liberan los electrones de moléculas de aire por ionización al hacer pasar los rayos X a través del medio: los electrones se adhieren por sí mismos a las pequeñas gotas de aceite haciéndolas que posean una carga negativa neta.

El movimiento de descenso de las gotas de aceite puede observarse mediante un microscopio a medida que van cayendo lentamente bajo la influencia de su peso y de una fuerza viscosa hacia arriba producida por la resistencia del aire.
Con ayuda de las leyes de la hidrostática para calcular la masa m de una gota partícular de aceite a partir de la medición de su rapidéz de descenso.
Luego de que han sido registrados los datos necesarios para establecer un campo eléctrico uniforme E entre las placas con cargas de signo opuesto. La magnitud de la intensidad del campo eléctrico puede controlarse por medio de un resistor variable incluido en el circuito eléctrico. El campo se ajusta hasta que la fuerza eléctrica ascendente sobre la gota sea igual a la fuerza gravitacional hacia abajo, de tal modo que la gota de aceite no se mueva más.
Con base en estas condiciones:

qE=mg

donde:

q= carga neta de la gota de aceite.

m=masa de la gota de aceite.

g= aceleración gravitacional.

La intensidad del campo eléctrico E, como se determina en la ecuación V=Ed, es función del voltaje aplicado V y de la separación de las placas d. Por consiguiente la ecuación se convierte en

y la magnitud de la carga en la gota se encuentra de

La dirferencia de potencial V puede leerse directamente en un dispositivo indicador llamado voltímetro, conectado al circuito. Los otros parámetros son conocidos.

Las cargas que Millikan observaba no siempre eran las mismas, pero advirtió que la magnitud de éstas era en todos los casos un múltiplo entero de una cantidad básica de carga. Se supuso que esta carga mínima debía ser la carga de un simple electrón, y que las otras magnitudes resultaban de dos o más electrones. El cálculo de la carga electrónica por éste método conduce a

que concuerda bastante bien con valores obtenidos por otros métodos.