A Experiência de Millikan

 

Em um engenhoso experimento, realizado em 1909, Robert Millikan conseguiu determinar pela primeira vez a carga elétrica de um único elétron. 

Millikan borrifou no interior de uma câmara gotas de óleo que caíam pela força da gravidade. Algumas gotas atingiam uma segunda câmara através de um pequeno orifício. 

Essa segunda câmara tinha um campo elétrico devido a presença de duas placas de metais, uma positiva e outra negativa, alimentadas por uma bateria.

Nessa câmara, feixes de raio X foram usados para ionizar moléculas do meio que produziram elétrons livres que se ligavam às gotículas de óleo. Assim, as gotas de óleo adquiriram carga negativa.

Uma vez que a placa positiva estava no topo a força elétrica que atuava nas gotas de óleo teria um sentido ascendente. Portanto, as gotas de óleo ficavam sujeitas a força gravitacional (descendente) e a força elétrica (ascendente). 

A massa de uma única gota carregada pode ser calculada observando a velocidade com que ela caia. Ao mudar a voltagem entre as duas placas a velocidade da gota podia ser aumentada ou diminuída. Se a quantidade de força elétrica ascendente for igual a força gravitacional, a gota poderia ficar parada. A quantidade de voltagem necessária para suspender uma gota foi usada junto com a sua massa para determinar a carga elétrica total na gota. 

Millikan calculou a carga para numerosas gotículas de tamanhos diferentes. Ele constatou que as cargas de gotículas de massas distintas tinham sempre um valor múltiplo de um número elementar. Este número foi determinado como 1,59 x 10 -19 Coulomb*, que foi considerado a carga elétrica de um elétron. A determinação da carga elétrica de Millikan foi muito precisa, dado que o valor atual aceito é de 1,602 x 10 -19 Coulomb. 

Usando a física clássica e gotas de óleo Millikan conseguiu um feito inédito que possibilitou desvendarmos ainda mais o universo atômico. O seu experimento, que contou com a participação de outro cientista (Harvey Fletcher), ficou conhecido como "Experimento da gota de óleo". Mais tarde, em 1923, Millikan foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física.

*Coulomb corresponde a carga elétrica transportada em 1 segundo por uma corrente de 1 ampere. 

REFERÊNCIAS

https://scienceready.com.au/pages/millikans-oil-drop-experiment 

https://www.britannica.com/science/Millikan-oil-drop-eexperiment

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1923/millikan/facts/