Carga e massa do Elétron - Apostilas - Quimica, Notas de estudo de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
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Maraca1 de Março de 2013

Carga e massa do Elétron - Apostilas - Quimica, Notas de estudo de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

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Apostilas sobre o cálculo da carga e massa do elétron, sistema.
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O cálculo da carga e massa do elétron.

Millikan e seu estudante, Begeman iniciaram os estudos para buscar a massa e a carga do elétron em 1907, partindo do experimento de H.A. Wilson, porém os testes apresentavam resultados pouco precisos, pois o método para análise dos resultados tinha vários pontos falhos, um deles era o fato de o experimento ser feito utilizando-se gotículas de água, e submetendo-as a força gravitacional e campo elétrico, os resultados mostravam que a carga seria um múltiplo da carga elétrica do elétron, porém os dados utilizados para se obter os resultados eram imprecisos, pois as gotas de agua no vácuo evaporavam rapidamente e impediam a coleta ampla de dados. Já em 1911, outro de seus estudantes, Fletcher, sugeriu o uso de óleo no lugar da agua, pois este oferecia maior estabilidade das gotículas, em um experimento semelhante ao de Wilson.

O sistema era simples: Em uma câmara fechada, Millikan posicionou 2 placas de metal que eram carregadas eletricamente por uma fonte externa de energia; para evitar variações de temperatura e pressão, a câmara ficava dentro de um recipiente cheio de óleo. O espaço entre as placas era previamente ionizado pela radiação de uma lâmpada de raio X, tornando as partículas negativamente carregadas e passíveis de serem manipuladas; no lado oposto ao raio x, uma fonte de luz era colocada de modo a se propagar por um longo tubo de agua que iluminava o interior da câmara (para amenizar o calor e a radiação emitida pela luz, um frasco com sulfato de cobre era colocado logo a frente da fonte de luz) . Para ver as gotas, era usado um pequeno microscópio graduado que era colocado em um dos orifícios da câmara. Um atomizador externo ligado a um pequeno cano, permitia borrifar uma névoa de óleo sobre a placa superior. Quando o óleo era borrifado, algumas gotas passavam por um pequeno orifício cortado na primeira placa superior, indo em direção a segunda placa, quando uma era capturada com ajuda de um interruptor que controlava a carga elétrica das placas, controlava-se o movimento das gotículas, pois, quando o interruptor era desligado, a gravidade derrubava as gotículas, porém quando este era acionado,a placa superior era positivamente carregada, atraindo a gotícula pela força de atração do campo. Fletcher cronometrava o tempo que a gotícula levava para subir e descer usando a escala no visor do microscópio, com o campo elétrico ligado e desligado. Com estes dados, calculava-se a massa da gotícula, e com a equação de Millikan (), sua carga. Porém, como não se sabia quantos elétrons haviam em cada gotícula, era preciso analisar centenas de resultados, e buscar um denominador comum, este seria a carga elétrica do elétron encontrada por Millikan/Fletcher: 1,6 . 10-19 coulomb.

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