Experimento de milikan

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Universidade Federal do Acre – Acre
Centro de Ciências Biológicas e da Natureza
Curso de Licenciatura Plena em Física
Disciplina: Laboratório de Física III
Docente: xxxx


























Relatório do experimento: Carga elementar e a experiência de Millikan






















xxxxxRio Branco, Acre
Novembro, 2008



Carga elementar e Experiência de Millikan


Objetivo


O movimento de gotículas de óleo eletricamente carregadas sujeitas a um campo elétrico e ao campo gravitacional é investigado e as velocidades das gotículas são determinadas por medidas diretas dos tempos de subida e descida. A carga elementar é então obtida a partir damedida das cargas elétricas de uma grande quantidade de gotículas.




Tópicos relacionados


Carga elétrica, campo eletrostático, diferença de potencial, capacitores, viscosidade, lei de Stokes, empuxo, movimento uniforme, quantização da carga elétrica.


Introdução


Na experiência teremos a determinação da carga elétrica elementar por meio do estudo do movimentode gotas eletrificadas de óleo sob ação de um campo elétrico. As forças envolvidas são as seguintes: força peso, força devido a empuxo do ar sobre a gota de óleo, força de atrito viscoso dada pela Lei de Stokes e a força elétrica. O procedimento experimental consistiu em utilizar um microscópio para a visualização do movimento das gotas de óleo, com essas análises determinamos a velocidades desubida e descida da gota. Na experiência original de Millikan, foram analisadas mais de mil gotículas em um trabalho de longa duração, o que permitiu a realização de um tratamento estatístico minucioso para verificação da hipótese de quantização da carga e determinação da carga elementar. Um tratamento similar é inviável nas condições desta experiência, dado o número relativamente baixo de gotículasanalisadas




Equipamento


Aparato de Millikan (contendo borrifador, reservatório de óleo, sistema de alimentação de óleo, capacitor, microscópio de observação, lâmpada, suporte, etc.), fonte de tensão, voltímetro, escala micrométrica de calibração, lâminas de vidro, comutador elétrico, cabos de conexão, cronômetro, nível de bolha de ar.


Tarefas experimentais


1.Medir as velocidades de subida e descida de várias gotículas de óleo eletricamente carregadas com diferentes quantidades de carga elétrica e submetidas a diferentes tensões eletrostáticas.
2. Determinar os raios e as cargas elétricas das gotículas analisadas e verificar a quantização da carga.
3. Determinar a carga elétrica elementar a partir da análise estatística das cargas de um grandenúmero de diferentes gotículas.


Procedimento experimental
O arranjo experimental encontra-se esquematizado na Fig. 1. A fonte de tensão fornece a tensão necessária para a iluminação do campo de observação e também para a aceleração das gotículas eletricamente carregadas. Observe que a lâmpada deve ser conectada à saída de tensão de 6,3 V da fonte.
A conexão em série das saídas detensão contínua fixa (300 V) e variável (0 a 300 V) da fonte de alimentação permite a obtenção de tensões de 300 a 600 V entre as placas do capacitor no aparato de Millikan. A polaridade dessa tensão pode ser invertida com uso do comutador (chave de inversão). As conexões elétricas envolvidas encontram-se indicadas na Fig. 2. Verifique atentamente e procure compreender todas essas conexões.[pic]




Fig. 1: Arranjo experimental para realização da experiência de Millikan.
Fig. 2: Conexões elétricas para alimentação do capacitor no aparato de Millikan.


Para dar início as medidas. Precisa-se antes verificar o nivelamento do aparato, de tal forma que as placas do capacitor estejam na horizontal (isso garante que o campo elétrico a ser aplicado entre as placas...
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