MILLIKAN; LA UNIDAD DE CARGA LIBRE

Este trabajo lo hemos realizado en grupo sobre el capítulo 8, del libro de Arquimedes a Einstein, los diez experimentos más bellos de la física.




ACTIVIDAD 1

La hipótesis de Symmer dice que la electricidad admite dos fluidos muy tenues: el uno positivo (o vítreo), y el otro negativo (o resinoso), de propiedades antagonistas que se neutralizan al combinarse.
Si frotas un trozo de vidrio( vítreo) contra una tela de seda éste se carga positivamente, en cambio, si frotas un trozo de ámbar( resinoso) contra una tela de lana, se carga negativamente. Es parecido a lo que ocurre cuando nos frotamos un globo contra el pelo, que el pelo es atraído por el globo. Despues de frotar el globo contra el pelo, si lo acercas a un grifo de agua abrierto se verá como el agua se desvía y se acerca al globo. Aqui vamos a poner un video que hemos hecho en el que se demuestra tal cosa.






ACTIVIDAD 2

Un tubo de descarga fuciona mediante un cátodo, un diafragma agujereado, una pantalla y un ánodo. El cátodo, que es el electrodo negativo, envía un chorro de rayos catódicos( llamados así porque surgen del cátodo) a través del diafragma agujereado y este es proyectado en una pantalla que va hasta el ánodo( el electrodo positivo).
Thomson, para desvíar los rayos, lo que hizo fue poner otras dos pantallas, una negativa y otra positiva, encima y debajo respectivamente del tubo de rayos catódicos y entonces, al ser el chorro de rayos negativo se desvió hacia abajo por el doble efecto de ser repelido por la pantalla positiva y de ser atraído por la negativa.
La presión del gas enrarecido en el interior del tubo influye de manera que a medida que disminuye la presión del gas, la conductividad aumenta. Por ejemplo, si se disminuye la presión del gas hasta 5 mmHg, las descargas producen una luminosidad que varía dependiendo del gas que haya dentro y a medida que disminuye la presión aparecen franjas oscuras entre el cátodo y el ánodo, pero en torno al ánodo se distingue una luz verdosa. Si colocamos un pequeño objeto entre el cátodo y el ánodo su sombra es proyectada en el ánodo con lo cual suponemos que los rayos catódicos van desde en cátodo hacia el ánodo como hemos dicho anteriormente.


ACTIVIDAD 3

El modelo atómico de Thomson se caracterizaba por ser el primero que contenía electrones ya que fue él mismo el que los descubrió. Se basa en que los electrones están dispuestos alrededor de una nube con carga positiva( aún no se habían descubierto ni los protones ni los neutrones) que hacía que el átomo fuese neutro. Este modelo no era muy correcto ya que el átomo carecía de núcleo y fue superado 14 años despúes pormodelo de Rutherford, ya que se basaba en que el átomo tenía un núcleo y los electrones giraban alrededor de él en una órbita. Dos años más tarde Niels Bohr propuso un modelo para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo. Este modelo no representaba al átomo fisicamente sino que intentaba explicar su funcionamiento por medio de ecuaciones. Posteriormente, en 1925, Heisenberg y Schrodinger propusieron que el comportamiento de los electrones dentro del átomo se describe a través de los números cuánticos y que éstos se encargan del comportamiento de los electrones, y la configuración electrónica de su distribución.


ACTIVIDAD 4

El experimento de Michelson y Morley fue uno de los más importantes y famosos de la física. Su propósito era medir la velocidad relativa a la que se mueve la Tierra con respecto al éter. En la base de un edificio cercano al nivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que se conoce como el interferómetro de Michelson. Se compone de una lente semiplateada o semiespejo, que divide la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro. Con esto se lograba enviar simultáneamente dos rayos de luz (procedentes de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales y recogerlos en un punto común en donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro. Cualquier diferencia en esta velocidad (provocada por la diferente dirección de movimiento de la luz con respecto al movimiento del éter) sería detectada.
El experimento de Michelson y Morley( del que hemos hablado anteriormente), cuyos resultados negativos en sucesivos intentos acabaron por disipar el concepto de éter le sirvieron a Einstein para formular la teoría de la relatividad especial. Creemos que su existencia no es una hipótesis viable ya que Einstein se valió de los fracasos en los experimentos de Michelson y Morley para formular la teoría de la relatividad especial, por lo que si no le dieron el premio Nobel por este gran descubrimiento, que reformuló por completo el concepto de gravedad y por el cual se hizó famoso, fue por que el científico que lo evaluó no lo entendió, lo que demuestra que no es una hipótesis viable.

Este es un vídeo que explica bastante bien el experimento de Michelson-Morley:



ACTIVIDAD 5

En el modelo atómico de Bohr los electrones se disponen ordenadamente en distintas órbitas. Una manera de que un electrón cambie de órbita es adquiriendo o soltando fotones. Si adquiere fotones se aleja del núcleo y cuando los expulsa se acerca a él. Por eso los rayos X ionizan las gotitas de aceite, porque al ser rayos de fotones muy cargadosson capaces de arrancarle a los átomos de aceite sus electrones y así convertirlos en iones( en este caso positivos). Este vídeo lo hemos visto y hemos deducido que está mal ya que las gotitas de aceite, como acabamos de explicar, al ser ionizadas por los rayos X, se convierten en gotas con carga positiva, pero en el vídeo dicen todo lo contrario, dicen que al recibir las radiaciones de rayps X, se convierten en gotitas negativas. Además las placas están mal colocadas ya que en el expermineto de Millikan la placa positiva está abajo y la negativa arriba justo lo contrario que como indican en el vídeo.




ACTIVIDAD 6

El experimento de Millikan o también llamado experimento de las gotas de aceite fué el que le permitió medir la carga del electrón.
El experimento consiste en introducir en un gas y gotitas de aceite . Estas gotitas caen muy lentamente, con movimiento uniforme. Ahora bien, las gotas se cargan electrostáticamente al salir del atomizador por lo que su movimiento de caída se altera significativamente. Ajustando la magnitud del campo eléctrico, puede lograrse que la gota permanezca en suspensión.
Conociendo el valor m de la masa de la gota, la intensidad E del campo eléctrico y el valor g de la gravedad, puede calcularse la carga q de la gota en equilibrio:
mg = qE
Millikan comprobó que los valores de las cargas eran siempre múltiplos de una carga elemental, la del electrón. Por consiguiente pudo medir la carga eléctrica que posee un electrón. El esquema que podriamos hacer de este experimento seria algo parecido a esta imagen.
Por este experimento Millikan recibió el premio Nobel de física.

ACTIVIDAD 7

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). Una aplicación actual de este efecto por el que Einstein recibió el premio Nobel es, por ejemplo, los ascensores. Los ascensores tienen en las puertas unos emisores de electrones que hacen que cuando se pierde la señal en el receptor se abran las puertas de el ascensor, también se usa en los grifos, para expulsar agua al pasar la mano por encima de una placa; en los secadores automáticos de los aseos públicos, para que empieze a expulsar aire, los sensores fotovoltáicos que se encuentran en las farolas y se activan cuando el sensor deja de ser iluminado por el Sol.

ACTIVIDAD 8


Resulta interesante que los científicos pasen algunos años en diferentes centros de investigación a los que se formaron, ya que así adquieren más formación y más experiencia sobre la física. Además así probablemente adquirirían más conocimientos o simplemente revisarían unos ya adquiridos pero desde diferentes puntos de vista, así aumentarían su prestigio y sus conocimientos.

Este fenómeno de trasladarse a otras universidades o laboratorios se produce no sólo en el campo de la ciencia, sino que también se utiliza en aspectos deportivos o artísticos en los que se mejora muchísimo la técnica y que, además, permite la relación con otras culturas y los diferentes tipos de opinión en una misma materia. Por ejemplo un futbolista que juega en la liga española( que juega al estilo español) si se va a la liga inglesa un año, adquiriría otro estilo de juego y otras técnicas distintas a las españolas.
Si fuésemos científicos, creemos que trasladarnos de centro de investigación nos aportaría múltiples ventajas. Nos aportaría muchas más formas de enfocar la física, principalmente por razones de educación y de cultura, ya que no tendría la misma cultura que los científicos de este centro, por lo que tendríamos diferentes puntos de vista de la física. Probablemente ellos le dieran mayor importancia a una parte de la física, por lo tanto la que tendrían más desarrollada y de la que aprendería cosas ni si quiera mencionadas en la universidad en la que me formé. Todo ello añadiéndole, la aportación que nos haría a los idiomas, ya que al ser en países extranjeros, el idioma no sería el mismo y tendría que recurrir al inglés. Lo que es un poco malo por que tu nivel de ingles no es tan bueno como el español, y hay palabras que no sabras decirlas en ingles, lo que seria el único fallo de cambiar de centro de investigación. En conclusión creemos que los científicos cambien de centro de investigación es bueno para ellos y para la física.

ACTIVIDAD 9

Leer libros de divulgación científica, desde nuestro punto de vista puede ser recomendable o no( aunque más recomendable). Estas dos posibilidades pueden ser:

-En el primer caso, las personas que lo lean, simplemente lo harán por obligación o para sacar la asignatura adelante. En ese caso no sería recomendable leer libros de divulgación por que puede ser que la única conclusión o decisión que adopten sea la de empezar a odiar la asignatura simplemente por que les hace trabajar demasiado. Lo que haría que el lector se cansase de la signatura y no quisiera saber nadad de ella.

-La segunda opción es que, en el caso de los alumnos, se adopte esa obligación con una actitud positiva porque, al final, se le encontrará el punto a esto de la física y, cuando sean adultos los que lean, se intenten comprende un poquito más de esta ciencia sin necesidad de muchas fórmulas ni cálculos complejos, porque este tipo de libros sirven para aumentar sus conocimientos sobre la física mientras uno pasa el rato leyendo, que, al fin y al cabo es diversión. Si se lee el libro por que te gusta la física y quieres comprenderla un poco más de forma amena, leer libros de este típo es muy recomendable.

A parte de eso estos libros son muy recomendables, por que no los escribe cualquier persona, los escriben científicos profesionales, como en este caso, que está escrito por Manuel Lozano Leyva. Estos libros te acercan a la física, sin que uno se percate de ello, sobre todo al utilizar un lenguaje asequible para todo tipo de personas, entendidas y no, ya que no te hace sentir como un pobre ignorante que no sabe de lo que lee y al que le vienen grande todos estos experimentos. Consigue que el lector lea con fluidez, enterándose de lo que lee y divirtiéndose a su vez, cosa nada fácil para un escritor. Además, este tipo de libros te pueden ayudar a formar tus propias opiniones.




ACTIVIDAD 10

Este modelo de tarta de chocolate representa el modelo atómico de Thomson.




Esta imagen representa el modelo atómico de Rutherford, en los cuales los electrones giran al rededor del núcleo, en una sola orbita.