O que é Experimento de Millikan?

O Experimento de Millikan, também conhecido como o Experimento da Gotícula de Óleo, foi um experimento realizado pelo físico americano Robert A. Millikan em 1909. Este experimento foi fundamental para determinar a carga elementar do elétron, uma das constantes fundamentais da física.

Contexto Histórico

No início do século XX, a natureza da eletricidade ainda era um mistério para os cientistas. A teoria atômica de Dalton já havia sido proposta, mas muitas questões ainda estavam em aberto. Uma dessas questões era a carga elétrica dos elétrons, partículas subatômicas que compõem os átomos.

Objetivo do Experimento

O objetivo do Experimento de Millikan era determinar a carga elementar do elétron, ou seja, a menor quantidade de carga elétrica que um elétron pode ter. Para isso, Millikan utilizou uma câmara de condensação, onde gotículas de óleo eram suspensas em um campo elétrico.

Metodologia

Millikan começou o experimento pulverizando óleo fino na câmara de condensação, de forma que pequenas gotículas de óleo ficassem suspensas no ar. Em seguida, ele aplicou um campo elétrico às gotículas, utilizando placas carregadas eletricamente. O campo elétrico fazia com que as gotículas se movessem para cima ou para baixo.

Forças Atuantes

No experimento, duas forças atuavam sobre as gotículas de óleo: a força gravitacional, que as puxava para baixo, e a força elétrica, que as empurrava para cima ou para baixo, dependendo da carga das gotículas e do campo elétrico aplicado. Millikan ajustava o campo elétrico até que as gotículas ficassem em equilíbrio, sem se moverem.

Medição do Campo Elétrico

Para medir o campo elétrico necessário para manter as gotículas em equilíbrio, Millikan utilizou um microscópio para observar as gotículas e um sistema de placas ajustáveis para variar o campo elétrico. Ele registrava as posições das gotículas em equilíbrio para diferentes valores do campo elétrico.

Lei de Stokes

Millikan também utilizou a Lei de Stokes para determinar o raio das gotículas de óleo. Essa lei relaciona a velocidade de queda de uma partícula em um fluido viscoso com o raio da partícula e a viscosidade do fluido. Medindo a velocidade de queda das gotículas e conhecendo a viscosidade do ar, Millikan pôde determinar o raio das gotículas.

Cálculo da Carga Elementar

Com as medidas do campo elétrico e do raio das gotículas, Millikan pôde calcular a carga elétrica das gotículas. Ele observou que as cargas das gotículas eram sempre múltiplos inteiros da carga elementar, o que indicava que a carga elétrica era quantizada.

Resultado do Experimento

Após realizar inúmeras medições e cálculos, Millikan obteve um valor para a carga elementar do elétron muito próximo ao valor atualmente aceito. Seu experimento foi um marco na história da física, pois confirmou a quantização da carga elétrica e permitiu um melhor entendimento da estrutura do átomo.

Importância do Experimento de Millikan

O Experimento de Millikan foi de extrema importância para a física, pois permitiu a determinação precisa da carga elementar do elétron. Além disso, confirmou a teoria atômica de Dalton e abriu caminho para o desenvolvimento da teoria quântica, que revolucionou a física no século XX.

Conclusão

O Experimento de Millikan foi um marco na história da física, pois permitiu a determinação precisa da carga elementar do elétron e confirmou a quantização da carga elétrica. Através de um cuidadoso processo experimental, Millikan obteve resultados que foram fundamentais para o avanço da teoria atômica e para o desenvolvimento da física moderna.