Actividad 7: Millikan, la unidad de carga eléctrica

Al comienzo del capítulo se hace referencia a la hipótesis de Robert Symmers. En esta Symmers establecía que dos fluidos muy tenues; uno positivo, el vítreo y el otro negativo, el resinoso, que presentaban propiedades opuestas y diferentes, se neutralizaban al combinarse.
Este en su hipótesis se refería a vítreo y resinoso, como una varilla que se carga eléctricamente al frotarla con una barra de seda (si es de vidrio) o con ámbar (si es de lacre).
Esto se puede ver cuando por ejemplo frotamos un globo contra nuestro pelo ,cuando frotamos un globo lo que estamos haciendo es cargarlo negativamente, lo que ocurrirá después de frotarlo se verá que el pelo se vera atraído por el globo

Electroestática

En el capitulo también se nombran los tubos de rayos catódicos que fueron los predecesores de las actuales luces de Neon.

Estos tubos consistían en ampollas de vidrio de diferentes formas, en cuyos extremos interiores se ponían dos placas metálicas conectadas a potentes baterías, una de las dos placas estaba cargada negativamente y se llamaba cátodo y a la negativa se la llamaba ánodo. En este tubo los rayos surgen del cátodo y se dirigen al ánodo, y no al revés debido a que en el ánodo hay un objeto opaco. El resultado es que se genera electricidad dentro del tubo porque hay movimiento de electrones.

Los rayos catódicos eran chorros de partículas muy ligeras cargadas eléctricamente de manera muy intensa y negativa.

Un ingles, Joseph Thompson, consiguió desviar los rayos catódicos generando el mayor vacío posible dentro del tubo, el gas influía de esta manera : contra menos presión mayor era la conductividad de este.

Tubo de rayos catódicos bajo la influencia de campos eléctricos y magnéticos

Thompson ,debido a la revolución que supuso que de una placa compuesta por átomos surgieran partículas si el átomo era indivisible, creo el modelo de los átomos en los que estos tenían una cierta estructura. En este el átomo era neutro y en su interior se encuentran los electrones de carga (-e), la carga positiva del átomo contrarresta la carga negativa de los electrones. Este modelo no duro mucho, ya que de ser así los átomos estos serían inestables y toda la materia se habría volatilizado poco después de haberse materializado.

Después de la mucha especulación que había sobre el éter, es una hipotética sustancia extremadamente ligera que se creía que ocupaba todo el espacio como un fluido, en aquella época , Millikan, el protagonista de este capítulo, estuvo unos años bajo el mando de Albert Michelson, que demostró experimentalmente que el éter no existía.

El experimentó se hizo en 1887 y luego sería completado por Einstein convirtiéndose en la teoría de la relatividad especial.
Si el sonido y las olas necesitan un medio para propagarse la luz, también y se llamó éter, era muy difícil de medir y su propósito fue medir la velocidad relativa con la que se mueve la Tierra respecto al éter. La luz debía llegar con diferentes velocidades ,diferenciadas dependiendo de la densidad del medio, pero diferenciadas por muy poco. Michelson invento un sistema de lentes que dividían la luz perpendicularmente para luego volver a juntarla en un punto donde se creaba un patrón de interferencia que dependía de la velocidad de la luz. El resultado obtenido no fue el deseado lo fenómenos que tenían que ocurrir producidos por el éter no ocurrieron y se formaron muchas teorías pero todas fallidas que terminaron dando como resultado la relatividad especial de Einstein. La teoría del éter ha dejado de ser viable pero debido a que los numerosos intentos realizados con el experimento ninguno probó su existencia y las teorías posteriores que intentaron demostrarlo tampoco, pero sólo en parte porque su existencia no ha sido probada del todo ,pero su inexistencia tampoco.

Posterior al modelo de Rutherford ,aparece el modelo atómico de Niels Bohr, en el que el átomo deja de ser una esfera y pasa a componerse de dos partes: núcleo y orbitales.

Los rayos X ionizaban a las gotas de aceite debido a que las cargaban eléctricamente, es decir, que se emitían fotones cargados con la energía necesaria para subir una capa en los orbitales, así con todos los electrones, lo que hacia que los electrones fueran llenando los orbitales hasta que no quedaba ningún espacio libre.

Debido al misterio que suponía la carga eléctrica del electrón, Millikan a sus 42 años decidió medirla. Para esto realizo un experimento que consistía en una cámara cerrada a la que se le ajustaban dos placas horizontales metálicas conectadas a un conjunto de baterías cuyo voltaje se puede regular. En la parte superior se encontraba el pulverizador de gotitas de aceite, en la parte inferior hay tres ventanas por las cuales entran los rayos X, que cargaran las gotitas, una fuente de luz que iluminara las gotas y , a un ángulo apropiado, se pone un visor a modo de telescopio.

A lo hora de comenzar, primero se dejan caer unas gotas de aceite , cronometrando así la caída de esta por su propio peso, todo esto sin conectar las baterías. Una vez ya sabemos como caen lanzamos los rayos X, conectamos la batería y graduamos el campo eléctrico. A la vez se observa por el telescopio hasta ver una de las gotitas flotando, apuntamos el campo eléctrico que hace que la gota se quede flotando y repetimos.

El efecto Fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones desde una superficie, por la acción de la luz, a través de los rayos X.  Este efecto (la emisión de electrones por metales iluminados con luz a determinada frecuencia) fue observado en el siglo XIX por Hertz y Hallwachs. Pero la teoría no fue anunciada por ellos, sino por Albert Einstein, que en 1905, dijo que la luz se puede considerar que se comporta en ciertos casos igual que una partícula y que la energía de cada partícula luminosa (es lo mismo que fotón) solo depende de la frecuencia de la luz. Einstein, imaginó la luz como un grupo de proyectiles que chocan con un metal. ¿Que ocurriría? que el metal absorbería la energía de la luz. Esto lo explica todo. Si el fotón tiene suficiente energía, el electrón del metal saldría disparado. Los electrones son expulsados del material pero algunos no pueden salir y aumentan de capa, que es lo que causa que se forme luz proveniente de desprender un fotón. Hoy en día se pueden ver en muchos objetos y lugares: las células fotovoltaicas utilizan este sistema de absorción de electrones para conseguir energía que además es acumulable y renovable. Albert Einstein recibió el premio Nobel por este descubrimiento y aunque Millikan trató de demostrar que los cálculos eran incorrectos durante 10 años, su última conclusión fue que eran del todo ciertos. 

La lectura de este capitulo te hace darte cuenta de la importancia de que los estudiantes en general pasen algunos años fuera de su alma mater, ya que esto les aportara nuevo métodos de aprendizaje, nuevas concepciones sobre el estudio, el trabajo en equipo, además de nuevas formas de entender el mundo que nos rodea, ampliando así sus conocimientos.

Después de las reflexiones, anécdotas y frases mostradas en este capítulo se pude apreciar la importancia de leer libros de divulgación científica, escogidos con criterio, sobretodo escritos por científicos que no estén influenciados por temas filosóficos y políticos, ya que esto puede hacer que cambien radicalmente lo que en realidad quieran decir o expresar. Siguiendo esta regla , todos seguimos ese gran libro de divulgación científica llamado ''internet'', aunque en ocasiones no es tan científica. No significa que no haya que buscar información en internet, sino que se busque con criterio. Además de esto hay que enriquecer la cultura ya sea leyendo libros como ''De Arquímedes a Einstein'', revistas, páginas web,... etc, sobre cosas que no entendamos perfectamente o sobre cosas de las cuales nos gustaría saber más

Bibliografía

http://www.pequeocio.com/wp-content/uploads/2014/06/experimento-infantil-estati.jpg

https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico_de_Thomson

https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Michelson_y_Morley