MILLIKAN, LA UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA.

1-  Explicación de la hipótesis de Symmer acerca del fluido vítreo y del fluido resinoso:

 Antes de todo, veo necesario aclarar qué es el fluido vítreo y que es el fluido resino. Du Fay llamó a los cuerpos que conducen y que no conducen electricidad fluidos. Y dentro de los fluidos había dos grupos: los vitrosos (conductores) y los resinosos (NO conductores). Al fluido conductor lo llamó vitroso ya que el vidrio es un buen conductor, y al resinoso porque la resina es un mal conductor o no conductor. Un fluido vitroso repele a otro fluido vitroso, pero atrae a un fluido resinoso, por lo tanto un tubo de vidrio repelerá al vidrio, pelos de animales (conductores), etc. cuando se vuelve eléctrico y atraerá seda, papel, madera, etc. Por ejemplo, dos cintas de seda electrificadas se repelerán mutuamente, y dos hebras de lana harán lo mismo, pero una hebra de lana atraerá a una cinta de seda.

La hipótesis de Symmer explicaba que la electricidad se consideraba como una forma de energía capaz de admitir dos clases de fluidos muy ligeros; uno resinoso, o negativo, y el otro vítreo, positivo. Symmer decía que estas propiedades eran neutralizadas al combinarse ambos fluidos. Más tarde, en los inicios del siglo XX, la hipótesis de Symmer favoreció el descubrimiento del anión y del catión. Esta carga que mencionaba Symmer puede ser demostrada fácilmente. Por ejemplo, el caso que todo/as conocemos del globo y el pelo, que cuando frotas un globo hinchado con tu pelo, después de estar un rato frotando el globo atrae el pelo y hace que éste se quede “pegado” al globo durante unos segundos, hasta que el globo pierde electricidad electrostática.

¿QUÉ ES UN TUBO DE DESCARGA? 
Pues bien, son tubos de vacío, pero con un cierta cantidad de gas. Los electrones se generan por la ionización del gas excitado por una tension continua. Cuando se aplica una tensión elevada al tubo, el campo eléctrico induce una aceleración de los iones (cargados) presentes en el gas, que pueden ser creados por procesos naturales como la radio-actividad. . Estos iones entran en colisión con las otras moléculas del gas , arrancándoles electrones y creando asi cationes por una reacción en cadena. Estos cationes son atraidos por el cátodo, o electrodo negativo. Cuando le golpean, generan un gran numero de electrones en la superficie metálica, que son seguidamente atraídos por el anodo, o electrodo positivo. Estos electrones son los rayos catódicos. Cuanto mas alta es la presión del gas, induce regiones de luminiscencia coloreada en el gas, según la presión interna del tubo.

Thomson consiguió desviar los rayos catódicos en su segundo experimento, demostrando que los rayos catodicos pueden ser desviados por un campo eléctrico, lo que era previsible por tratarse de partículas cargadas. En efecto, otros investigadores habían intentado sin éxito observas este efecto, pero Thomson creia que los experimentos anteriores estaban equivocados por causa de los restos de gas. El construyó un tubo catódico con un vacio mas potente, y lo marco con una capa de pintura fosforescente con el objetivo de detectar los rayos que incidian sobre la pintura. Thomson demostró una desviación en una dirección que indicaba que la carga de los rayos catódicos era negativa.

En un tercer experimento, Thomsom determinó la relacion entre la carga y la masa (e8/m) de los rayos catodicos, midiendo su desviación bajo la influencia de un campo magnético así como de su energia cinética. De acuerdo a sus cálculos, sugirió que los rayos catodicos contienen particulas que o son muy ligeras o tienen una carga electrica muy alta.

Y, ¿cómo influye la presión del gas enrarecido del interior?

Los rayos catódicos son electrones que se desplazan rápidamente, saliendo del cátodo de un tubo con vacio elevado, desplazándose en linea recta en ausencia de campos magnéticos o eléctricos.

En 1904 Thomson propone un primer modelo de átomo, llamado posteriormente “El pudding de Thomson” Imaginó el átomo como una esfera llena de una sustancia eléctricamente positiva y rellena de electrones negativos, “como las uvas de un pastel”

En 1911, para verificar el modelo de Thomson, Ernest Rutherford (1871-1937) realiza un experimento que le permitirá elaborar un nuevo modelo de átomo.

En esa época, los cientificos habían descubierto que las sustancias radioactivas podian emitir tres tipos de rayos: los rayos alfa, que son positivos, los rayos beta, que son negativos, y los rayos gamma, que son neutros.

Bombardea una delgada hoja de oro con partículas α (átomos de helio que han perdido 2 electrones). Observa que la mayoría de las partículas alfa, positivas, y como las cargas identicas se repelen, atraviesan la hoja de oro sin ser desviadas y sin estropear la hoja de oro. Observa igualmente que ciertas partículas eran ligeramente desviadas y que otras eran rechazadas detrás. El modelo de Thomson era incompatible con las observaciones.

Para explicarlo, Rutherford propone un nuevo modelo en el que el átomo no esta lleno. Para él, el átomo esta constituido por un núcleo cargado positivamente y que contiene la mayoría de la masa del átomo y los electrones giran en torno a él, como los planetas del Sol. Entre el núcleo y los electrones esta vacío

El modelo de Rutherfor no era bastante satisfactorio porque no explicaba algunas leyes del electromagnetismo. Por ello, Niels Bohr propuso un nuevo modelo del atomo en el que los electrones solo pueden ocupar ciertas orbitas precisas. Las orbitas de los electrones no son cualquiera sino “cuantificables”. Los electrrones pueden pasar de una orbita a otra emitiendo o absorbiendo cierta longitud de onda de la luz. Este modelo permite explicar los rayas de emisión y absorcion de los atomos y especialmente del hidrogeno con el que trabajó Bohr.

Millikan trabajó en la Universidad de Chicago a las órdenes de Albert Michelson. 

En el recinto superior del aparato, se pulveriza una niebla de hidrocarburo; éste cae muy lentamente y penetra en el compartimento inferior por el agujero central.

Las caras horizontales del recinto inferior se forman por placas metálicas y

una elevada diferencia de potencial es aplicada entre estas placas. Se implican pues como un condensador y un campo eléctrico intenso, orientado verticalmente, genera una fuerza actuando sobre las gotitas encargadas. Las caen bajo la acción de la gravedad pero se frenan en su pendiente por la fuerza eléctrica ascendente, para una dirección conveniente del campo.

Ademas, el balance de fuerzas que actúan debe tomar en cuenta el empuje de Arquimedes proveniente del gas situado en el interior, asi como la resistencia al avance debido a la viscosidad del gas.

Después de un cierto tiempo, las gotas adquieren una velocidad limite que se puede determinar experimentalmente, se deduce el valor de la carga de las gotas.

Como el numero de iones fijados sobre cada gota es variable, se obtienen valores diferentes de cargas. Sin embargo, se constata que todas estas cargas admiten un divisor comun idéntico.: se trata del valor de la carga del electrón, igual a 1,6*10-19 culombios, Esta medida permite encontrar igualmente su masa, ya que la relación e/m era conocida desde Thomson, Esta masa es 9,1*10-28 gramos

¿Qué es el ÉTER?

El término éter proviene del griego y significa cielo, firmamento

Hasta el siglo XIX los fenómenos de interferencia y difracción de la luz eran explicadas por la existencia de un medio elástico por el cual viajaban, este era conocido como éter.
En 1887 Michelson y Morley decidieron hacer un experimento que demostrara la existencia del éter. La idea original consistía en medir el tiempo que tardaría la luz en recorrer una cierta distancia.
Albert Einstein fue el primero que propuso una explicación, utilizando el concepto de partícula de luz o quantum, llamada hoy fotón, inicialmente introducida por Max Planck en el marco de la explicación que él mismo propuso para la emisión del cuerpo negro.
Explicó que estaba provocado por la absorción de fotones, cantidad de luz, en el momento de la interacción del material con la luz.
Los paneles solares y las células(celdas) fotovoltaicas utilizan el efecto fotoeléctrico para generar directamente la energía eléctrica a partir de la luz del Sol. Esta energía también sirve para los cohetes espaciales para suministrarles energia median una pila de silicio.
Albert Einstein explicó que era provocado por la absorción de fotones, cantidad de luz, en el momento de la interacción del material con la luz.
El intercambio de otros puntos de vista es siempre interesante porque permite enfocar los problemas a los que se enfrentan los científicos desde otros angulos. Como dijo Einstein, “Si busca resultados distintos, no hagas siempre lo mismo. “, es decir, que observar a otros investigadores con metodos diferentes, puede ayudar a solucionar los problemas.
Para la mayoria de la gente, hoy no es posible tener una visión en profundidad de todos los temas, salvo para los especialistas. Para aquellas personas interesadas en las distintas ramas de las ciencias, la divulgación cientifica puede servir como una primera aproximacion a aquellos temas que les interesen, y en caso de despertar su interès, que pueda profundizar en el tema o temas. Ademas, el tener una visión generalista, puede llevar a alguien a aplicar soluciones de otros campos de las ciencias a aquellos en los que esta analizando.

En 1864 Maxwell desarrolló la teoría electromagnética de la luz, y en 1887 Hertz lo verificó experimental, esto resultados ponían en tela de juicio la existencia del éter.

1. La idea es la siguiente: El éter es el medio por el cual esta viajando la Tierra y el experimento está montado en él, entonces el espejo 1 del interferómetro está desplazándose en perpendicular al movimiento del planeta
2. Haciendo una serie de calculos sobre la velocidad en que se refleja la luz y la velocidad de la tierra, demostraron que los resultados no eran compatibles con la existencia del eter.
3. Este resultado negativo trajo dos consecuencias:
4. Demostrar que el éter carecía de propiedades mesurables, resultando insostenible la hipótesis del éter.
5. Se sugería un nuevo principio físico, la velocidad de la luz en el espacio libre es la misma en todas partes, independientemente de cualquier movimiento de la fuete o del observador.
   
   
   
   
   De acuerdo al modelo de Bohr, explicado en el punto 3, los electrones giran en órbitas establecidas. Cuando reciben una cantidad de energía suficiente, por ejemplo, mediante rayos X, hace que asciendan a una órbita superior. Si dicha energía es suficiente, hace que finalmente ese electrón se libere , y el átomo quede ionizado, con una carga eléctrica   
   
   
   
   
   El efecto fotoeléctrico designa el conjunto de los fenómenos eléctricos de un material provocados por la acción de la luz. Distinguimos dos casos: electrones son eyectados por el material (emisión fotoeléctrica), y un aumento de la conductividad del material (fotoconductividad, efecto fotovoltaico)
   En el efecto fotoeléctrico , toda la energía del fotón incidente se transmite al electrón periférico en forma de energía cinética. Una absorción parcial es caracterizada por la difusión Compton.
   Fue descubierto en 1887 por Heinrich Rudolf Hertz.
   
   
   
   Aplicaciones
   
   Los paneles solares y las células(celdas) fotovoltaicas utilizan el efecto fotoeléctrico para generar directamente la energía eléctrica a partir de la luz del Sol. Esta energía también sirve para los cohetes espaciales para suministrarles energia median una pila de silicio.
   
   Albert Einstein explicó que era provocado por la absorción de fotones, cantidad de luz, en el momento de la interacción del material con la luz.
   
   
   
   
   
   ¿Por qué piensamos que es interesante que los científicos pasen algunos años en otros centros de investigación distintos a los que se formaron?
   El intercambio de otros puntos de vista es siempre interesante porque permite enfocar los problemas a los que se enfrentan los científicos desde otros angulos. Como dijo Einstein, “Si busca resultados distintos, no hagas siempre lo mismo. “, es decir, que observar a otros investigadores con metodos diferentes, puede ayudar a solucionar los problemas
   
   
   
   
   ¿Por qué es recomendable (o no) leer libros de divulgación científica?
   Para la mayoria de la gente, hoy no es posible tener una visión en profundidad de todos los temas, salvo para los especialistas. Para aquellas personas interesadas en las distintas ramas de las ciencias, la divulgación cientifica puede servir como una primera aproximacion a aquellos temas que les interesen, y en caso de despertar su interès, que pueda profundizar en el tema o temas. Ademas, el tener una visión generalista, puede llevar a alguien a aplicar soluciones de otros campos de las ciencias a aquellos en los que esta analizando.

         10. 

 El modelo atómico lo he hecho en representación del modelo atómico de Bohr. Para hacerlo he utilizado púas de guitarra, las púas azules son los electrones, las negras son los protones y las moradas son los neutrones.