Objetivo: medir la carga eléctrica de un electrón

si tenemos un pequeño cuerpo material de masa conocida, y lo bombardeamos con electrones podremos lograr que se adhieran a él un numero entero de electrones adquiriendo una carga

q= ne-

Si a este cuerpo que está cargado con n electrones, lo

colocamos dentro de un campo eléctrico variable veremos

que se suspende en el espacio eléctrico cuando la fuerza

eléctrica que actúa sobre la carga resulte igual a su peso

que actua sobre su masa

fuerza eléctrica FE=E.q

Campo eléctrico: E carga q de lo n electrones

peso (m.g)

+ + + +

- - - -

-

Entonces: la fuerza eléctrica = fuerza gravitacional o

E . q = m . g oE . ne- = m . g

Si medimos el campo eléctrico E que mantiene suspendido al cuerpo de masa m conocida y sabiendo que se conoce el valor de la gravedad se puede calcular la carga de los electrones:

ne- = m . gE

Ahora queda resolver el valor de n

Para averiguar el valor de n debemos bombardear con otra lluvia de electrones al cuerpo que tenemos suspendido en el campo eléctrico.

Podrían pasar dos cosas1- adquirir una x cantidad de electrones,

además de los que tenía rompiendo el equilibrio. La fuerza del campo superaría al peso y el cuerpo ascendería hacia la placa positiva generadora del campo eléctrico;

2- perdería x electrones (1,2,3, … n)cayendo sobre la placa inferior que es negativa, también productora del campo eléctrico.

La velocidad que adquiere el cuerpo en su ascenso o descenso, debería ser proporcional a la cantidad de electrones que s e adicionen o se pierdan, según el caso, respecto a los que mantenía en equilibrio.

si medimos las velocidades de ascenso o caida del pequeño cuerpo con diferente cantidad de carga será posible determinar el salto de velocidad que le imprime a la carga de cada electron que se agraga o extrae; ¿como lo hacemos?

trasladando los valores obtenidos en cada una de las mediciones de velocidad de ascenso o caída a un gráfico como el siguiente:

Vel con (n+4)e-

Vel con (n+3)e-

Vel con (n+2)e-

Vel con (n+1)e-

Cuerpo en equilibrio

Cargado con ne-

Vel con (n-1)e-

Ve= variación de velocidad producida

Vel con (n-2)e- por un electrón

Vel con (n-3)e-

Con estas mediciones es posible conocer la velocidad de Ve, que le imprime al cuerpo, un electrón.

Entonces necesitamos saber cuál es la velocidad Ve que tenían los n electrones que lo mantenían en equilibrio, para esto relacionamos la velocidad conferida al cuerpo por los n electrones (Vne) respecto de la velocidad adquirida por un solo electrón (Ve)

Vne = n Ve

relación de fuerzas análisis velocidad proporcional

La fuerza eléctrica es

igual al peso. Por lo tanto,

la esfera quedará

suspendida en el campo

eléctrico y su velocidad

nula

+ + + +

- - - -

+ + + +

- - - -

F eléctrica=q.ne-

Peso= m.g

Velocidad = 0

CUANDO LA ESFERA QUEDA SUSPENDIDA EN EL CAMPO ELECTRICO

relación de fuerzas análisis velocidad proporcional

En este caso sólo actúa el peso cuya magnitud era igual a la fuerza eléctrica ejercida por los ne-

Por lo tanto, la magnitud de la velocidad V1 equivale al efecto producido sobre la esfera por los ne-: V1=ne-

CUANDO SE CORTA EL CAMPO ELÉCTRICO

Peso= m.g V1= caída libre

=V.ne-

Relación de fuerzas análisis velocidad proporcional

CUANDO CAMBIAMOS EL SENTIDO DEL CAMPO ELÉCTRICO

Acá la fuerza actuante sobre la

esfera es exactamente el

doble (FE+P) que la ejercida sin el campo eléctrico.

Si coincidentemente V2 resulta el doble que V1

queda demostrado que V1= Vne- y que la velocidad es

proporcional a la carga de la

esfera

- - - - - - - -

+ + + + + + + +

Peso= m.g

F. eléctrica=q.ne-

V2= deberá ser el doble de V1

Millikan demostró que V1 es Vne- y que la velocidad V con que se mueve el cuerpo pequeño de masa m en el campo eléctrico E constante, es proporcional a la carga de electrones que le quita o le agrega.

La carga del electrón quedó demostrada que es

1,6 x 10 -19 Coulomb