Experimento de Millikan da Gota de Óleo

POR Pedro Coelho

Publicado: sábado, 18 de março de 2017

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Realizado por Robert Andrews Millikan em 1909, o experimento que ficou conhecido como Experiência da Gota de Óleo, foi desenvolvido por Millikan para determinar o tamanho de uma carga de um único elétron. Essa experiência é composta por uma câmara fechada com lados transparentes que é equipada com duas placas de metal paralelas, que adquirem uma carga positiva ou negativa quando uma corrente elétrica é aplicada.

Foto de Robert Andrews Millikan

Entendendo a Experiência de Millikan da Gota de Óleo

Nessa experiência, Millikan utilizou um atomizador que pulveriza uma névoa fina de gotas de óleo na parte superior de uma câmara que está à baixa pressão, e sob a influência da gravidade e da resistência do ar, algumas gotas de óleo caem através de um pequeno buraco na placa de metal superior.

Esquema da aparelhagem usada por Millikan

Em seguida, Millikan aplicou uma carga radioativa nas placas de metal, que ionizou o metal e fez com que os elétrons do ar se ligassem às gotas de óleo que estavam caindo, fazendo com que as mesmas adquirissem uma carga negativa.

Nesse momento, Millikan, primeiramente, deixou as gotas caírem até elas alcançarem a velocidade terminal, após isso, ele usou uma fonte de luz e a ajustou em um ângulo reto a um microscópio de observação, sendo que nesse momento, as gotas estavam se parecendo com estrelas brilhantes enquanto caiam. Isso fez com que ele pudesse medir a velocidade terminal da gota que estava caindo e ainda, futuramente, calcular a massa da gota de óleo.

A bateria anexada nas placas de cima e de baixo foi usada para criar uma tensão elétrica, que produziu um campo elétrico na câmara inferior que atuava nas gotas, sendo que se tivesse feito com a voltagem certa inicialmente, a força eletromagnética equilibraria a força da gravidade em uma gota e a mesma ficaria suspensa no ar.

Além disso, se ele ajustasse a diferença de potencial ou a tensão entre as placas de metal, a velocidade do movimento da gota poderia ser aumentada ou diminuída; sendo que quando a quantidade de força elétrica ascendente é igual à força gravitacional descendente conhecida, a gota carregada permaneceria em fase estacionária, ou seja, a gota não cai.

Após ter conseguido determinar a voltagem elétrica necessária para suspender uma gota, ele repetiu o experimento várias vezes, variando a intensidade da ionização no ar, de modo que diferentes números de elétrons saltassem para as moléculas de óleo a cada vez. Ele obteve vários valores para a carga elétrica (q) de cada gota, sendo que a carga (q) era sempre o múltiplo de um número inteiro que correspondia cerca de 1,602. 10-19 Coulomb, que basicamente corresponde a própria carga elétrica elementar.

Nesse experimento, ele acabou conseguindo determinar (q) com a equação abaixo, considerando que o peso da gota suspensa (m.g) tem que ser a igual à força elétrica (q.E), e a equação utilizada foi:

$q.E=m.g\Rightarrow q=\frac{mg}{E}$

Sendo:

• E o campo elétrico aplicado
• m a massa da gota de óleo
• g a aceleração da gravidade
• Q a carga elétrica

Desde o tempo da experiência original de Millikan, este método ofereceu a prova convincente que a carga elétrica existe em unidades naturais básicas. Todos os métodos distintos subsequentes de medição da unidade básica de carga elétrica apontam para a sua ter o mesmo valor fundamental. Millikan conseguiu colocar uma carga sobre uma minúscula gota de óleo, para medir o quão forte um campo elétrico aplicado tem que estar para evitar a queda de uma gota de óleo.

Postagem em formato de vídeo

Para a turma que não está muito afim de ler, segue o link da postagem em formato de vídeo:

https://www.youtube.com/watch?v=-9qh63Oaxgg

Referências

• https://www.britannica.com/science/Millikan-oil-drop-experiment (acessado em 04/03/2017 as 15:32)
• http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/Ryan_McAllister/Slide3.htm (acessado em 04/03/2017 as 15:38)
• http://www.mdclearhills.ab.ca/millikan/experiment.html (acessado em 04/03/2017 as 15:43)
• https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1923/ (acessado em 05/03/2017 as 15:49)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico com Pós Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho e também sou Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, eu estou estudando Engenharia Civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)