Experiência de Milkman

MillikanPASCO
UFSC - Departamento de Física
Laboratório de Física Moderna -FSC5151

EXPERIÊNCIA DE MILLIKAN

OBJETIVOS
a) Obter evidências sobre a quantização da carga elétrica.
b) Determinar experimentalmente o valor de um quantum de carga e.

FUNDAMENTOS DA TEORIA Em 1910, R. A. Millikan desenvolveu o método da gota de óleo para determinar experimentalmente o valor da carga elétrica do elétron, demonstrando que a carga elétrica não era uma fluido, mas era composta de elementos discretos, com uma unidade fundamental. O equipamento básico consiste de uma câmara capacitiva de placas paralelas e horizontais, a qual é alimentada por uma tensão DC sob controle do experimentador. Em um dispositivo para ionização, sobre a câmara capacitiva, vaporizam-se gotas de óleo que, por ação da radiação e/ou atrito com as paredes, adquirem carga elétrica. Uma abertura permite que as gotas alcancem, por gravidade, o espaço entre as armaduras da câmara capacitiva. Nesta região, com auxílio de uma fonte luminosa externa e um microscópio com escala graduada, as gotas tornam-se visíveis. Medidas do tempo de movimento das gotas sobre a escala graduada permitem determinar a velocidade das gotas. A distância entre os extremos desta escala graduada mede D = 8,0 x 10-4 m. Examine-se as condições gerais de movimento da gota no interior da câmara capacitiva. Uma gota de óleo neste ambiente está submetida à ação de três diferentes forças: uma de origem elétrica FE devido à tensão aplicada nas armaduras da câmara capacitiva, outra de origem gravitacional Fg e, finalmente, uma de resistência ao movimento Fr, devido à viscosidade do ar. (Uma quarta força, seria a força de empuxo sobre a gota, mas ela é muito pequena comparada com as demais e será negligenciada). A análise das forças em consideração, FE, Fg e Fr , deve permitir que se estabeleça uma relação funcional entre a carga da gota e o parâmetro experimental medido (a velocidade da gota v ).
Admitindo forma esférica para as