Robert Andrews Millikan

                                   MILLIKAN

           Rober Andrews Millikan nació en San Marino , California (EE.UU)  un 22 de marzo de 1868.
Fue un físico experimental ganador del Premio Nobel de Física en 1923, debido a su trabajo para determinar el valor de la carga del electrón y el efecto fotoeléctrico.También investigo los rayos cósmicos.  

Robert Andrews Millikan en 1891

  En el año 1907 se dedico a únicamente a medir la carga del electrón , estudiando los efectos de los campos gravitatorios y eléctricos sobre una gota de agua los resultados sugerían que la carga eléctrica de las gotas eran múltiplos de una carga eléctrica elemental, pero no era convincente.Pero en 1910  remplazo las gotas de agua por gotas de aceite , deduciendo sus  observaciones  el primer valor preciso de la constante " eléctrica elemental" . 
     Luego empleo sus habilidades en la verificación experimental de la ecuación introducida por Albert Einstein  en 1905  para describir el efecto fotoeléctrico .
     Estudio en un principio la radio-actividad de los minerales de uranio y la descarga de los gases .Luego realizo  investigaciones  sobre radiaciones ultravioletas.
                                   INTRODUCCIÓN TEÓRICA                                                                   

El experimento consiste en introducir en un gas, gotas 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 electrostática- mente 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.

Para medir la velocidad caída de la gota al aire libre se ocupa la Ley de Stokes con lo cual se calcula la masa de la gota observando la velocidad de ascenso de la gota en el campo eléctrico nos permite calcular la fuerza sobre ella, y de aquí, la carga que posee la gota de aceite. Sin embargo, el experimento entregará la carga total de una gota, a través de esto podremos obtener una tabla y cierto grado de conocimiento experimental que la carga de un solo electrón puede ser determinada. Se seleccionarán gotas las cuales asciendan o desciendan lentamente, con lo cual tendremos la certeza que la gota posee una pequeña cantidad de electrones. Con todo esto, conoceremos la naturaleza atómica y eléctrica de la gota.

                                   CARGA DEL ELECTRÓN                                                                                            

Propiedades de la carga eléctrica 

  Millikan comenzó a trabajar en su experimento con una gota de aceite con objeto de medir la carga del electrón. Robert A. Millikan y su estudiante de grado Harvey Fletcher utilizaron el experimento de la gota de aceite para medir la carga del electrón (y con ello su masa) y el número de Avogadro.
          La carga elemental es una de las constantes fundamentales de la física y su determinación precisa es de gran importancia para la ciencia. El experimento medía la fuerza de una pequeña gota cargada suspendida contra la fuerza gravitatoria por un campo eléctrico creado entre dos electrodos. Conociendo el campo eléctrico, la carga acumulada sobre la gota podía ser determinada. Se repitió el experimento muchas veces, y se determinó que los resultados obtenidos podrían ser explicados si existía una carga elemental única (1,592 x1 0^-19 coulomb) y las cargas identificadas fueran múltiplos enteros de este número. El valor actual asociado a la misma es de 1,602176487|(40) x 10^-19 C y existen variadas razones para justificar esta desviación, entre ellas posiblemente la inapropiada estimación del valor de la viscosidad del aire. 
           La belleza del experimento de la gota de aceite es que al mismo tiempo que determinaba de forma precisa la carga fundamental, el aparato de Millikan también demostró que la carga estaba cuantizada.

 En mecánica cuántica , el comportamiento de un electrón en un átomo se describe por un orbital, que es una distribución de probabilidad más que una órbita. En la figura, el sombreado indica la probabilidad relativa de «encontrar» el electrón en este punto cuando se tiene la energía correspondiente a los números cuánticos dados.

Aparato diseñado por Millikan para su experimento con la gota de aceite. 1909-1910

 Procedimiento experimental

El aparato de Robert Millikan incorpora un par de placas metálicas paralelas horizontales. Al aplicar una diferencia de potencial entre las placas, se crea un campo eléctrico uniforme en el espacio entre ellas. Se utilizó un anillo de material aislante para mantener las placas separadas. Cuatro agujeros se cortaron en el anillo, tres para la iluminación con una luz brillante, y otra para permitir la visualización a través de un microscopio.
Una fina niebla de gotas de aceite se roció a una cámara por encima de las placas. El aceite era de un tipo utilizado normalmente en aparatos de vació y fue elegido porque tenía una presión de vapor extremadamente baja. El aceite ordinario se evaporaría bajo el calor de la fuente de luz causando que la masa de la gota de aceite cambiara durante el transcurso del experimento. Algunas gotas de aceite se cargaban electricamente a través de la fricción con la boquilla cuando fueron rociadas, mientras otras se descargaban hasta hacerse cationes y otras se volvían neutras. Como alternativa, la carga podría llevarse a cabo mediante la inclusión de una fuente de radiación ionizante (como un tubo de rayos X).

PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO DE MILLIKAN

                                ( en caso de que no se pueda reproducir , debajo hay otro)

          

                CONCLUSIONES 
         

 Su experimento demostró que la carga de cada gota es siempre algún múltiplo de un valor único, muy pequeño, que propuso es la unidad fundamental de todas las cargas eléctricas. Millikan fue el primero en determinar la carga del electrón. Con este valor y con la relación determinada por Thompson, calculó que la masa del electrón es más o menos 1/2000 de la masa del átomo más ligero que se conoce: el átomo de  hidrógeno.

 Esto confirmó que el átomo no es ya la mínima partícula de materia