Robert Andrews Millikan(White) (n. Morrison, Illinois; 22 de marzo de 1868 - † San Marino, California; 19 de diciembre de 1953) fue un físico estadounidense ganador del Premio Nobel de Física en 1923 primordialmente por su trabajo para determinar el valor de la carga del electrón y el efecto fotoeléctrico. También investigó los rayos cósmicos.
En 1907 inició una serie de trabajos destinados a medir la carga del electrón, estudiando el efecto de los campos eléctrico y gravitatorio sobre una gota de agua (1909) y de aceite (1912), y deduciendo de sus observaciones el primer valor preciso de la constante "eléctrica elemental". Obtuvo además la primera determinación fotoeléctrica del cuanto de luz, verificando la ecuación fotoeléctrica de Einstein (1916), y evaluó la constante "h" de Planck.
Recibió por todo ello numerosos reconocimientos, entre los que destaca el premioNobel de Física en 1923. Realizó además estudios sobre la absorción de los rayos X, elmovimiento browniano de los gases, el espectro ultravioleta y, en los últimos años de su vida, investigó la naturaleza de los rayos cósmicos, precisando la variación estacional de su intensidad con la altitud.
En 1896 se integró al Departamento de Física de la Universidad de Chicago, donde fue nombrado profesor en 1910. Desde 1921, hasta su jubilación en 1945 como profesor emérito, ocupó la dirección del Norman Bridge Laboratory de Física en el Instituto de Tecnología de California de Pasadena, de cuyo consejo ejecutivo fue asimismo presidente. Bajo su dirección, la institución se convirtió en uno de los centros de investigación más prestigiosos a escala mundial.
Estudió en un principio la radiactividad de los minerales de uranio y la descarga en los gases. Luego realizó investigaciones sobre radiaciones ultravioletas.
. Puedes incluir tus propias fotos o vídeos de pequeños experimentos electrostáticos (recuerda lo que estudiaste el año pasado en Tecnología).
Gracias a la lectura del capítulo del libro hemos podido averiguar lo siguiente. En 1896, Symmer consideraba que la electricidad es una forma de energía que admite dos fluidos, uno positivo (+) y otro negativo (-): fluido vítreo que es el positivo y el fluido resinoso que es el negativo.
Los fenómenos que posibilitaban que esto ocurriera se conocen desde hace 2000 años, al que pusieron el nombre de electrón y allí surgió la palabra ``electricidad``.
Ejemplo: Si cogemos un globo y lo frotamos sobre la ropa o sobre el pelo conseguiremos que se electrifique y al ponerlo sobre una pizarra se quedará pegado.
A continuación os dejamos el siguiente link:
http://www.youtube.com/watch?v=cAH-fmz4RCo&feature=related
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?Debido a la diferencia de los electrodos, las descargas eléctricas del tubo producirá electrones que atraviesan el tubo . Si uno de ellos choca con algun otro electrón de la capa más externa ; puede producir energía que es capaz de arrancar un electrón de su orbital o chocar con otros electrones de otros atomos transmitiendoles la misma energía ; o puede que el electrón no gana mucha energía y no será arrancado de su orbital , pasaría a otro orbital con mayor energía.
3- Explica el modelo de Thomson del átomo e investiga por qué no es un modelo viable según los descubrimientos posteriores.
del átomo e investiga por qué no es un modelo viable según los descubrimientos posteriores.
Thomson pensaba que los electrones estaban repartidos alrededor del átomo , fue el primer modelo que dijo que los átomos eran visibles , se podían dividir en electrones .
Pero no conocía lo que era el núcleo , protón y neutrón .
Pero no conocía lo que era el núcleo , protón y neutrón .
Modelo esquemático de Thomson
Más tarde , Rutherford descubrío que el átomo tiene núcleo y era pequeño , no como lo decía Thomson y apartir de allí el modelo de Thomson ya no servía.
Según Rutherford el núcleo contiene protones y neutrones , allí es donde teniá casi toda la masa del átomo y la carga positiva . Y que un átomo tambien tenia corteza , donde estaban los electrones que giran alrededor del núcleo.
Según Rutherford el núcleo contiene protones y neutrones , allí es donde teniá casi toda la masa del átomo y la carga positiva . Y que un átomo tambien tenia corteza , donde estaban los electrones que giran alrededor del núcleo.
Modelo esquemático de Rutherford
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?
. Describe brevemente el experimento por el que es famoso este investigador. ¿Qué es el éter? ¿Crees que su existencia sigue siendo una hipótesis viable?
En la base de un edificio que estaba cerca del nivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que se conoce como el interferómetro de Michelson. Está formado por una lente semiplateada o semiespejo, que parte la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo respectivamente.
Con esto se lograba enviar a la vez dos rayos de luz (que vienen de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales (o rutas ópticas iguales) y recogerlos en un mismo punto, donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro. Cualquier variación en esta velocidad (provocada por la distinta dirección de movimiento de la luz con respecto al movimiento del éter) sería detectada, y al no detectar ninguna variación demostraron que el éter no existía.
Con esto se lograba enviar a la vez dos rayos de luz (que vienen de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales (o rutas ópticas iguales) y recogerlos en un mismo punto, donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro. Cualquier variación en esta velocidad (provocada por la distinta dirección de movimiento de la luz con respecto al movimiento del éter) sería detectada, y al no detectar ninguna variación demostraron que el éter no existía.
El éter era en algunas teorías que luego se demostró que eran inciertas, una hipotética sustancia extremadamente ligera que se creía que ocupaba todos los espacios vacíos como un fluido.
Su existencia no sigue siendo una hipótesis viables ya que gracias al descubrimiento de Morley y Michelson se ha descubierto que en lo que la antigüedad se denominaba éter era inexistente.
5- ¿Podrías explicar, según el modelo de Bohr, por qué los rayos X ionizan a las gotas de aceite?
, por qué los rayos X ionizan a las gotas de aceite?
En el año 1913 Bohr descubrió un nuevo modelo atómico, gracias al cual años más tarde se pudo demostrar la teoría de Millikan en su modelo atómico enunció que si se aplica una energía en forma de fotón (luz) a un electrón, este pasa su orbital a uno superior, y el electrón desprende un fotón cuando pasa de un orbital a otro inferior. Por ello, se cargan negativamente y se ionizan.
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=XMfYHag7Liw
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...).En el año 1923 al genialísimo Millikan le concedieron el premio nobel por el descubrir la energía de cada electrón; para ello realizo la siguiente investigación, para llevar a cabo este descubrimiento utilizó una cámara cerrada la cual tenía un agujero en uno de sus laterales en la mitad superior para colocar un atomizador, además en la mitad inferior del lateral encontramos otro agujero donde se coloca un microscopio .En el otro lateral de la camara en la que no encontramos ningún artilugio encontramos una pequeña ventana por donde los rayos X penetran y otra por la que entre la luz que ilumina las gotas. Los rayos X cargan eléctricamente (ionizan) las partículas de las gotitas de aceite.
Donde se sitúa el atomizador y encima del microscopio se encuentra situada una placa metálica horizontal cargada positivamente, y donde el microscopio se encuentra en el lugar donde está el agujero para el microscopio situamos otra placa cargada negativamente.
Llevando a cabo este proceso las gotas de aceite se podrían mantener en el aire suspendidas, contrastando la fuerza de la gravedad con la atracción magnética que habrá al cargar las gotitas de aceite negativamente con las placas que estarán cargadas una positivamente y otra negativamente.
Millikan sabía que al atravesar las moléculas por los rayos x, estas quedarían ionizadas, es decir cargadas de electricidad.Su experimento consistió en dejar caer un elemento gaseoso constituido por gotitas de aceite que caían uniformemente debido a su peso pero contrarrestado por la viscosidad del gas
A éstas gotitas les aplicaba la carga de la que habíamos hablado antes por medio de los rayos x, y las dejaba entre dos placas de metal con distinta carga (positiva y negativa) para que al contrarrestarse y tratar de atraerse, las gotitas quedaran suspendidas en el aire.
De esta forma, Millikan conocía la masa de la gota, la intensidad del campo eléctrico y la fuerza de la gravedad cuando las gotas quedaban suspendidas, por lo que pudo determinar que la carga de la gota era:
Mg=qE
Con este experimento pronto se dio cuenta de que todas las gotas de aceite con las que había experimentado tenían una carga que siempre era múltiplo de otra carga elemental que se trataba de la carga del propio electrón.
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 es proyección de electrones por un metal normalmente, debido a la incisión sobre ella de una radiación electromagnética (Rayos gamma, rayos X, rayos UV, radiación visible, rayos IR, microondas y ondas de radio) ¿Por qué pasa ésto?
Estas ondas están formadas por unas partículas llamadas fotones que tienen una energía característica determinada por la frecuencia de onda de la luz. Si un electrón que ha absorbido la energía del fotón supera la función trabajo (energía mínima para que un electrón sea arrancado del material) éste podrá escapar del metal. La energía de los fotones depende de la longitud de onda no de la intensidad de la luz.
A continuación os dejamos un vídeo en el que nos explican el efecto fotoeléctrico basándose en un applet.
Como se puede ver en el vídeo, la energía de los electrones depende de la frecuencia no de la intensidad.
Una de las aplicaciones más importantes de este efecto son las células fotovoltaicas que son la base para la energía solar. Las células fotovoltaicas combinadas con relés forman parte numerosos mecanismos automáticos. Se usa también por ejemplo, en los detectores en las puertas de los ascensores que hacen que se paren si alguien pasa por delante mientras se cierran.
Nosotras creemos que es interesante el hecho de que los científicos pasen un tiempo en diferentes centros de investigación porque de esta manera pueden conseguir mayor experiencia y conocimientos científicos, y aprender los que ya saben pero de diferente manera. Además, aprenden cosas con diferentes tipos de opinon y culturas. En cada país la enseñanza es distinta y los métodos que se imparten son muy variados entre los muchos centros educativos que existen. Si se viaja a otro lugar, se puede aprender aunque no sea el método de enseñanza la forma de pensar razonar y experimentar de otra gente. También se puede conocer a científicos que se parezcan a ti y estudiar cosas que a ti también te interesen. La mayoría de los grandes científicos pasaron tiempo en otros centros educativos como por ejemplo, sin ir más lejos, Milikkan estudió en Maquoketa (Iowa), California y Nueva York, lo que demuestra que encontró la satisfacción del saber al haber recorrido más de un lugar.
9- ¿Por qué es recomendable (o no) leer libros de divulgación científica?
Lo primero de todo ¿qué es un libro de divulgación científica?. Podemos definirlo de la siguiente manera. Un libro de divulgación científica es aquel texto cuyo fin o propósito es poner al alcance de cualquier persona que los lea temas relativos a la ciencia. En nuestra opinión es muy recomendable leer libros o textos de este tipo ya que nos transmiten información que aunque pareciera sencilla y simple, se convierte de repente en interesante y algo más compleja. Los seres humanos nos creemos los reyes de todo y es de esta manera como uno se da cuenta de que el saber no tiene límites. El nivel de enriquecimiento cultural y social que adquirimos al leer nos hará rellenar esa parte del cerebro que nos hace ignorantes por no realizar un esfuerzo por leer libros.
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).
(Thomson, Rutherford o Bohr) y cuelga en tu blog un reportaje gráfico de él (foto, vídeo o vídeomontaje). 