La Gota de Aceite de Millikan

Vaya, vaya, ¿Alguna vez se han preguntado como rayos descubrieron la carga del electron? Supongo que no jaja pero si de casualidad se lo han preguntado aquí esta la respuesta, la famosa gota de aceite de Millikan. Por ahi de 1909, el físico Robert Millikan diseñó este experimento y encontró la carga del electrón. ¿Como funciona? Gotas de aceite son producidas con un simple atomizador y algunas de ellas caen a través del hueco de la placa superior. A continuación, rayos X se aplicaron en la parte inferior, para liberar cargas del aire interno que son atrapadas por las gotas de aceite inferiores, logrando que electrones provenientes de la acción de estos rayos X sobre el aire interior, fueran medibles. Entonces, al aumentar el Voltaje de la Pila entre los platos señalados, las gotas con carga (-) bajan lentamente por repulsión hacia la placa inferior y por atracción hacia la placa (+) superior. A un voltaje de pila determinado, una gota negativa bajo observación, como la marcada en la Figura, se detiene en su camino y queda estacionaria, quieta en el medio inferior, ya que las fuerzas de atracción eléctrica de la placa (+) sobre ésta, se equilibra con la fuerza gravitacional y si se conoce el voltaje y la masa de la gota, se puede calcular su carga (-).

Hay un video que me ayudó mucho a entenderlo, espero que les sirva de algo. El link es el siguiente:

http://www.librosite.net/data/glosarios/petrucci/videos/cap2/experimento_gotasdeaceite_de_millikan.htm.

Cubeta de Hielo de Faraday

Vaya que ha sido dificil encontrar el experimento de Faraday. Por fin, ya encontrada la información, me propuse leer. Una hoja, dos hojas, tres hojas....Ya estaba mareado de informacion y lo peor del caso era que no entendía. Todo se solucionó gracias a que el maestro una de las clases nos explicó en que consistía este experimento tan... pero tan... sencillo. Simplemente es un experimento en el que se introduce algún material cargado de manera positiva dentro de un recipiente metálico (En el caso de Faraday, una cubeta para guardar hielo). Con un electroscopio, uno se da cuenta de que las paredes internas del recipiente se encuentran cargadas de manera opuesta a la carga del objeto que se introdujo al recipiente. También, la carga de las paredes externas del reciente distinguen una carga en particular que es nada más y nada menos que una carga igual a la del objeto que se introdujo. ¿Que nos dice esto? Que el flujo eléctrico es constante dentro de un recipiente cerrado, y que las líneas del campo eléctrico pueden atravesar superficies.

Campos Eléctricos en la Tierra

Definitivamente, los campos eléctricos varían dependiendo del clima en que nos encontremos. La magnitud del campo eléctrico cerca de la superficie de la tierra en un día soleado vale aproximadamente 120 V/m, sobre la superficie del océano la media es de 130 V/m y en las zonas industrializadas a causa de la contaminación aumenta hasta los 360 V/m. En situaciones de tormenta se puede llegar a generar un campo eléctrico de hasta 20.000 V/m. Pero estos no son los únicos campos eléctricos que existen en la naturaleza. También, en el interior del núcleo de la Tierra se generan unas corrientes eléctricas debido al movimiento de rotación del núcleo semilíquido de hierro y níquel. El campo eléctrico en si es muy importante, aunque sean cargas muy lejanas a nosotros, pero éstas son responsables del campo magnético de la tierra, que en si no varía con el tiempo, pero si varía dependiendo de la latitud. Ahora, ¿como se miden estas cargas eléctricas? Sinceramente he estado investigando, y no he encontrado mucha información. Lo que encontre fue que se mide con unos aparatos llamados molinos de campos o detectores de campos que consiste en un plato giratorio que contiene dos pares de electrodos. Se presentan corrientes inducidas en el aparato por estar abierto al campo eléctrico y las mediciones se registran. Como ya observamos, los campos eléctricos varian segun donde nos encontremos y según el clima. Es por eso que dependiendo del campo electrico que queramos medir, es en donde vamos a colocar el detector o molino. Aún asi, no me quedo muy claro como funciona este aparato, pero espero que más adelante encuentra más información.

Principales Contribuyentes al estudio de la Electricidad.

-Robert Boyle afirmó en 1675 que la atracción y repulsión pueden producirse en el vacío.
-Benjamin Franklin, en 1752, experimentó con la electricidad haciendo volar una ccometa durante una tormenta y formuló una teoría sobre un fluido que explicara la presencia de cargas positivas y negativas.
-Charles-Augustin de Coulomb, en 1777, inventó una balanza de torsión para medir la fuerza de repulsión y atracción eléctrica. Creo la ley de Coulomb.
-Michael Faraday, en 11831, descubrió que se generaba una corriente eléctrica en un conductor que se exponía a un campo magnético variable.
-Alessandro Volta descubrió que las reacciones químicas podían generar cargas positivas (cationes) y negativas (aniones). Creando así, la primera pila voltáica.
-Georg Ohm, en 1827 dio una relación (Ley de Ohm) que liga la tensión entre dos puntos de un circuito y la intensidad de corriente que pasa por él, definiendo la resistencia eléctrica.
-En 1878, Thomas Alva Edison construyó la primera lámpara incandescente con filamentos de bambú carbonizado.
Y así, como podemos ver, a lo largo de la historia, científicos han encontrado nuevos usos y nuevas formas de manejar y crear electricidad.

Coulomb y Su Ley

Charles-Augustin de Coulomb nació en Francia en 1736. Fue físico e ingeniero militar que se dedicó a describir de manera matemática y no filosófica la atracción entre cargas eléctricas. Su mayor contribución fue con respecto a la electroestática y al magnetismo. La ley de coulomb dice: la fuerza entre las cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas individuales es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Coulomb hizo que la física pasara de ser una ciencia filosófica natural a una ciencia exacta.

Tipos de Redistribución de Cargas

-Por contacto: Este se refiere a darle una carga a un objeto que se encuentra en un estado neutro, cuando entra en contacto con otro objeto previamente cargado, ya sea de manera positiva o negativa.
- Por Frotamiento: Este se da cuando dos objetos neutros se frotan, obteniendo uno una carga positiva y otro una carga negativa.
- Por Inducción: Este es como el que vimos en clase. Ocurre sin contacto entre el objeto cargado y el objeto neutro. Consiste en separar las cargas dentro del objeto neutro por medio de la carga positiva o negativa del objeto cargado. Para así después quitarle ya sea carga positiva o negativa del objeto neutro, dejándolo con una carga específica.
- Por efecto fotoeléctrico: Ocurre cuando un objeto libera electrones al recibir o absorber luz.
-Por electrólisis: Ocurre cuando una sustancia o compuesto se separa en iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones) al encontrarse en una solución. Si se introducen un ánodo y un cátodo, los aniones se unirán con el cátodo y los cationes con el ánodo.
-Por efecto termo eléctrico: Ocurre entre dos materiales, usualmente metales que se encuentran unidos y tienen una diferencia de temperatura entre ellos. Existirá una corriente eléctrica siempre y cuando exista una diferencia de temperatura.

La Electricidad

Bueno pues primero que nada, leí sobre lo que era la electricidad. La electricidad, es un fenómeno físico, químico pero también natural que se manifiesta a través de los electrones contenidos en los átomos. Se le considera un fluido, que fluye de un lugar a otro debido a una diferencia de potencial. Esta diferencia se da ya que existen dos cargas eléctricas distintas, positiva (menor cantidad de electrones) y negativa (mayor cantidad de electrones). Cargas distintas se atraen y cargas iguales se repelen.

Hay muchos experimentos que surgieron a lo largo de la historia y que dieron origen al descubrimiento de la electricidad. Leí que en Grecia, un filósofo descubrió la estática al frotar una varilla de ámbar con pieles, pudiendo crear hasta una chispa. Otro experimento, fue el que realizó Benjamin Franklin, volando una comenta en una tormenta eléctrica. Con esto, demostró, que los rayos se generaban debido a una diferencia de potencial y que esta electricidad era un estilo de fluido que se daba debido a cargas negativas y positivas. En fin, existieron muchos experimentos tanto físicos (Benjamin Franklin) como químicos (El de Alessandro Volta y la diferencia de potencial generado en una solución con un ánodo y un cátodo) que demuestran la existencia de la electricidad, así como su necesidad.