MILLIKAN - La unidad de carga eléctrica
1- Explicación de la hipótesis de Symmer acerca del fluido vítreo (+) y el fluido resinoso (-) desde el punto de vista de tus conocimientos de la electrostática
Symmer, con su hipótesis, decía que la electricidad estaba en todas partes. El sabía que existían dos fluidos eléctricos, llamados vítreo(+) y resinoso(-), que al estar mezclados entre sí con la misma cantidad en un cuerpo, hacían que fuera un fluido neutro, que se refiere a que al estar mezclados en la misma cantidad en un cuerpo, determinan el estado neutro de dicho cuerpo.
Por diferente causas, sobre todo el frotamiento y las acciones químicas, podríamos separarlos o, mejor dicho, se alteraría la relación de cantidad de las cargas, provocando el predominio de una de ellas, dando lugar a la aparición de fenómenos eléctricos, pero teniendo en cuenta que ambos fluidos tienden a reunirse para constituir de nuevo el fluido neutro.
2- Explicar el funcionamiento de un tubo de descarga. ¿Por qué consiguió Thomson desviar los rayos catódicos? ¿Cómo influye la presión del gas enrarecido del interior?
Un tubo de descarga es un tubo de vidrio con electrodos soldados en sus extremos y que contiene gas a baja presión. Cuando se establece una diferencia de potencia entre los dos electrodos, se produce un campo eléctrico intenso donde los electrones son atraídos a gran velocidad. En el recorrido los electrones chocan con los átomos del gas existente arrancándole electrones desencadenando así una especie de avalancha electrónica que tiene como resultado el fenómeno luminoso de la descarga.
Si la presión del tubo disminuye a niveles bajos, aparecerá una corriente de rayos conocida como catódicos, porque siempre viajan desde el electrodo negativo (cátodo) al positivo (ánodo).
En 1987, Thomson realizó una serie de experimentos que los rayos catódicos son desviados por un campo eléctrico.
3- Explica el modelo de Thomson del átomo e investiga por qué no es un modelo viable según los descubrimientos posteriores.
El modelo de Thompson Introduce la idea de que el átomo puede dividirse en las llamadas partículas fundamentales: Electrones, protones y neutrones.
Thomson consideraba al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños granitos.
No es un modelo viable ya que
El átomo no es compacto como suponía Thomson, hueco y el núcleo es muy pequeño comparado con el tamaño del átomo, según demostró E. Rutherford en sus experimentos.
4- Millikan trabajó en la Universidad de Chicago a las órdenes de Albert Michelson. Describe brevemente el experimento por el que es famoso este investigador. ¿Qué es el éter? ¿Crees que su existencia sigue siendo una hipótesis viable?
Antes de explicar el experimento de Michelson y Morley creemos que es importante que sepais que es el éter para que comprendais el experimento a la perfección.
- Antiguamente se creía que el éter era una sustancia extremadamente ligera que ocupaba todos los espacios vacíos como un fluido y que era la encargada de impulsar la materia en todo lugar del Universo.
- Albert Michelson realizó junto con Edward Morley en 1887 uno de los experimentos más famosos e importantes de la historia de la física. La idea inicial de este experimento era la de medir la velocidad con la que se movía la Tierra con respecto al éter y demostrar que si la Tierra viaja a través del éter, el éter crea una corriente, y un rayo de luz que viaja en contra y luego a favor debería tardar menos en recorrer una distancia determinada que otro que la atraviese en ángulo recto. Para ello utilizaron una herramienta inventada por Michelson denominada interferómetro que permitía enviar dos rayos de luz desde la misma fuente, en direcciones perpendiculares para luego poder recogerlos en un mismo punto y verificar cual tardaba más. La sorpresa llegó cuando el resultado señaló que ambos rayos de luz tardaban el mismo tiempo en recorrer las 2 distancias. Estaba claro que la teoría del éter tenía algún fallo, sin embargo, el concepto del éter, no fue completamente descartado en ese momento.
El resultado del experimento sería la base experimental de la teoría de la relatividad de Einstein.
- Personalmente no creemos que el éter sea una hipótesis firme ya que hay muchas teorías que demuestran la no existencia del éter. Era una hipótesis del pasado que actualmente se ha quedado muy retrasada, obsoleta.
El modelo atómico de Bohr dice que los electrones se reparten en capas, que representan los niveles de energía, y que se encuentran alrededor del núcleo, cuanto mayor sea la capa (más alejada esté del núcleo) más electrones tendrá. Este modelo también explica que si se le ejerce una energía el electrón sube de capa y desprende energía al hacerlo. Por lo que si se le aplican rayos X a un átomo de aceite este aumenta una capa yb el átomo se convierte en ión, queda ionizado.
6- Describe el experimento de Millikan. Propongo el siguiente trabajo opcional: realiza el experimento en esta web y presenta los resultados que hayas obtenido (gráficas, cálculos, etc...).
El experimento que realizó Millikan fue el famoso experimento de la gota de aceite. Este experimento consiste en dejar caer gotas de aceite sobre una cierta altura. Sin embargo, si al mismo tiempo se conecta un campo eléctrico dirigido hacia arriba se produce una fuerza eléctrica de repulsión que tiende a hacer que la gota se mueva hacia arriba. En función del tamaño de la gota y de la fuerza eléctrica pueden ocurrir tres cosas:
- Si la fuerza de atracción de la Tierra (el peso) de la gota es mayor que la de repulsión eléctrica, la gota sigue cayendo, aunque a menor velocidad.
- Si la fuerza de repulsión eléctrica es mayor que el peso, la gota de aceite invierte el sentido de su movimiento y sube.
- Si ambas fuerzas se igualan la gota permanece quieta en el aire.
7- ¿Qué es el efecto fotoeléctrico? Puedes enseñar alguna aplicación actual de este fenómeno por cuya explicación teórica, Albert Einstein, recibió el premio Nobel. Millikan también comprobó experimentalmente la hipótesis de Einstein aunque dijera de ella que "le falta una base teórica satisfactoria".
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones (corriente eléctrica) que se produce cuando la luz incide sobre una superficie metálica en determinadas condiciones.Si la luz es una corriente de fotones y cada uno de ellos tiene una energía x, esta energía podría ser capaz de arrancar un electrón de la red del metal y comunicarle, además, una energía cinética.
Este razonamiento de Einstein explica también el hecho de que la velocidad de salida de los electrones fuese proporcional a la frecuencia de la luz incidente y que la energía cinética de los electrones tuviese unos valores determinados.
Una de las principales aplicaciones que tiene este fenómeno es el de las cámaras, en el que se ve claramente el fenómeno del efecto fotoeléctrico.
8- ¿Por qué piensas que es interesante que los científicos pasen algunos años en otros centros de investigación distintos a los que se formaron?
Nos parece realmente interesante que los cientificos pasen algún tiempo en otros centros de investigación por qué de esta manera puede aprender más cosas y sobre otro punto de vista de la física y la química. De esta manera, los científicos podrían discutir sus teorías con otras personas, y de esta manera poder llegar avanzar en las investigaciones y también en la forma en la que se hacen estas investigaciones.
9- ¿Por qué es recomendable (o no) leer libros de divulgación científica?
Nosotros creemos que si es recomendable leer libros de dvulgación científica siempre y cuando estudies física y/o te guste. Si te gusta leer además, y te gusta o estudias la física, podrías decir que “matas dos pájaros de un tiro” ya que te ayudaría con tus estudias mientras haces algo que te gusta , pero si no te gusta leer también te puede servir para la asignatura si haces un esfuerzo.
De todas maneras, personalmente yo (Alberto) que no me atrae mucho la física , pues no me hcae mucha gracia leer libros sobre ella, pero teniendo en cuenta que no me desagrada leer, y que se que me puede ayudar con la asignatura
10- Construye con materiales reutilizados tu propio modelo atómico (Thomson, Rutherford o Bohr) y cuelga en tu blog un reportaje gráfico de él (foto, vídeo o vídeomontaje).
MODELO DE THOMSON
La extraña masa amarilla(harina, agua, sal y colorante alimentario) corresponde a la masa de carga positiva y los garbanzos interpretan a las particulas de carga negativa.
La bola roja corresponde al núcleo, formado por protones y neutrones, el papel albal representa las diferentes capas y las bolas amarillas representan los electrones existentes en las distintas capas.
