Cómo jugar a La gota de Millikan
- Elige una prueba y lee en la tarjeta la masa de la gota, el voltaje o los electrones, y la separación.
- Usa q·V ÷ d = m·g para una gota que flota, q = n·e y e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C.
- Escribe tu predicción y pulsa Iniciar. El voltaje sube durante 2 s y luego se mantiene.
- Mira si la gota flota. Tu gota naranja, o los peldaños naranjas de la escalera de cargas, muestran lo que predice tu respuesta.
La carga viene en electrones
En 1909, Robert Millikan y Harvey Fletcher pulverizaron gotitas de aceite entre dos placas de metal y las observaron con un microscopio. Algunas gotas atrapaban unos pocos electrones de más. Con un voltaje V entre placas separadas d hay un campo eléctrico E = V ÷ d, que empuja una carga con la fuerza q·E. Ajustando el voltaje hasta que una gota flotara, igualaban la fuerza eléctrica al peso, q·V ÷ d = m·g, y así hallaban la carga. Gota tras gota, las cargas eran siempre números enteros de la misma cantidad diminuta, e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, la carga de un electrón. Nada llevaba nunca la mitad. Por eso se dice que la carga está cuantizada: viene en escalones de e, como el dinero viene en céntimos enteros.
Un modelo de aprendizaje acotado
La gota es una esfera de aceite (886 kg/m³) en aire quieto. El rozamiento la mantiene en su velocidad límite en todo momento, v = (F_E − W) ÷ (6π·η·r), así que nunca se acelera. El campo entre las placas es uniforme. El voltaje sube de forma constante durante 2 s y luego se mantiene 2 s, así que la gota baja un poco antes de que el campo esté completo. Una gota que llega a una placa se queda pegada. Las gotas se dibujan ampliadas y la vista del microscopio está aumentada, con una cuadrícula de 0,1 mm. Las respuestas dentro del 2 % son correctas.