Biografía de Millikan

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Investigación

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HISTORIAMillikan naci en 1868, hijo de una predicadora del medio oeste americano. Estudi en la universidad de Oberlin y consigui su doctorado en la Universidad de Columbia. Realiz trabajos de postdoc en Alemania y consigui, en la ltima dcada del siglo XIX, una posicin en el departamento de Fsica de la Universidad de Chicago, departamento encabezado por su dolo A. A. Michelson.Durante la siguiente dcada sufri una profunda desesperacin por no conseguir imponer su nombre frente al de otros fsicos de la poca al no aportar un nuevo y famoso descubrimiento a la Fsica (Einstein, Planck, etc.). As que decidi probar suerte midiendo la carga del electrn, partcula que haba sido descubierta por Thomson en 1896.Thomson y sus colegas haban intentado hacerlo observando cmo un campo elctrico aplicado cambiaba el comportamiento de nubes de gotas de agua que caan por efecto de la gravedad y que interactuaban con ncleos en una cmara de niebla (desarrollada a principios del s. XX y basada en el hecho de que, bajo ciertas condiciones, una partcula cargada que se mova rpidamente causaba una condensacin de vapor de agua supersaturada a lo largo de su camino --> Cmara de niebla). Se consideraba que el extremo superior de la nube, que tena las gotas ms pequeas, tena cargas aisladas. De este modo, una estimacin algo bruta, pero correcta de la carga elctrica poda ser obtenida. Esta cmara de niebla fue el punto de partida de los esfuerzos de Millikan. As, trabajando con un estudiante, Louis Begeman, Millikan tuvo la idea de aplicar un campo elctrico mucho ms fuerte de lo que se haba aplicado antes, con la esperanza de detener completamente el descenso de la nube. Para sorpresa de Millikan, lo que sucedi en su lugar es que la prctica totalidad de las gotas, con sus diferentes cargas positivas y negativas se dispersaron, quedando a la vista slo unas cuantas gotas individuales que tenan la carga justa para permitir que la fuerza elctrica compensase el efecto de la gravitatoria. As es como millikan se dio cuenta de que medir la carga de gotas ionizadas de forma individual era un mtodo muy superior al de encontrar la carga media de las gotas de la nube.Desafortunadamente, este mtodo tiene el inconveniente de que el agua se evapora demasiado rpido como para llevar a cabo medidas precisas. As, Millikan, Begeman y otro estudiante llamado Harvey Fletcher decidieron que necesitaban otra sustancia que se evaporase ms lentamente, como aceite, mercurio o glicerina. Fletcher hizo funcionar este aparato con un pulverizador comprado en la farmacia, utilizando ahora pequeas gotas de aceite que poda ver iluminndolas con una luz brillante y enfocando un telescopio especialemente diseado en ellas. A travs de l, poda ver las gotas "bailando" en un movimiento Browniano debido por el impacto con las molculas del aire. Esto ya era entonces un fenmeno de increible inters cientfico (explicado por A. Einstein en 1905). Cuando Millikan fue informado de ello, se dedic en pleno al experimento con aceite, abandonando definitivamente el agua.Durante los dos siguientes aos (experimento definitivo en 1909 y publicacin en 1911), Millikan y Fletcher consiguieron medir con precisin la unidad eltrica de carga (e) observando los comportamientos de ascenso y descenso de pequeas gotas por accin de los campos elctrico y gravitatorio, adems del producto Ne, donde N es el nmero de Avogadro.

CONTROVERSIAMillikan deseaba la fama y el reconocimiento de la comunidad cientfica con tremenda ansiedad, por lo que no permiti que Fletcher apareciese como colaborador cuando el artculo se publico en las revistas cientficas ms importantes de la poca pero, a cambio, le permiti estudiar el movimiento Browniano para que as, pudiese publicar un artculo l mismo y as obtener su doctorado (lo cual Fletcher acept resignado, pues Millikan haba sido su mentor durante sus estudios)El fsico austraco Felix Ehrenhaft utiliz poco despus el mismo aparato y encontr cargas elctricas mucho menores que el 'e' obtenido en 1910 por Millikan y Fletcher. Millikan repiti sus experimentos, los public en 1913 y demostr que la carga de cada pequea gota estudiada se corresponde con un mltiplo entero de veces el valor e, con un error muy pequeo.

Ahora s que Millikan se haba ganado el premio Nobel que recibi en 1923.Sin embargo, un posterior anlisis de las notas personales de laboratorio de Millikan revel que, en efecto, Millikan no inform de todas las gotas que observ, sino que lo hizo slo con 58 de las 175 que estudi en el periodo que abarca desde el 11 de noviembre de 1911 hasta el 16 de Abril de 1912. De modo que S que prepar los datos, y minti sobre ello para desacreditar a Ehrenhaft. El artculo publicado en 1913 tiene, no obstante, la siguiente anotacin: ": Debe notarse que este no es un grupo selecto de gotas, sino que representa todas las gotas estudiadas durante 60 das consecutivos, tiempo durante el cual el aparato se apago y volvi a encender varias veces". Actualmente se acepta que hubo una preparacin del entorno y que Millikan tom los datos en las mejores condiciones para hallar el resultado que buscaba, sin embargo, su eleccin no altera en absoluto el resultado del conjunto y, la inclusin de todos los dems datos slo eleva el error de un 0.1% a un 0.2%, lo cual es asombroso. Puede comprobarse en las notas originales:El resultado que public Millikan concuerda con el actual con una precisin del 0.2%

FRAUDESitumonos en la cmara. Cada gota cae debido a la fuerza peso que sobre ella acta. Sin embargo, por la Ley de Stokes, la gota esfrica experimenta una fuerza de friccin al moverse en el seno de un fluido viscoso en un rgimen laminar de bajos nmeros de Reynolds. Si las partculas estn cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de cada o velocidad lmite igualando la fuerza de friccin con el peso aparente de la partcula en el fluido. Midiendo esta velocidad lmite se puede determinar el radio de la gota. Nota: Despreciamos la fuerza de empuje del aire, ya que la densidad del aceite es del orden de 800 kg/m3 y la densidad del aire tan slo de 1.29 kg/m3.Ahora conectamos un campo elctrico aplicando una diferencia de potencial entre las placas del condensador y generndose as un campo elctrico. De este modo, la gota se eleva con velocidad uniforme. Midiendo esta velocidad se determina la carga de la gota. En el momento en que alcanza la velocidad lmite constante:Despejando v'Midiendo v', podemos ahora despejar la carga del electrn.Resultados!

BibliografaDavid Goodstein, "In Defense of Robert Andrews Millikan".

http://prezi.com/-iy4wdxxgfec/el-experimento-de-la-gota-de-aceite-de-millikan/