Este enunciado fue probado por nuestros expertos así aseguramos la exactitud de nuestro tutorial.
Solución:
El experimento de la gota de aceite de Millikan sirve ante todo para establecer que la carga del electrón está cuantizada. Sin embargo, como dices, en sí mismo no especifica exclusivamente el cargo $e$, ya que podría ser $e/2$ como mencionas. Sin embargo, la interpretación más simple de los datos es decir que los cargos están cuantificados con el cargo $e$; si fuera $e/2$, tendrías que decirme por qué debo esperar que cada gota tenga un número par de electrones. Esencialmente, necesitarías algún tipo de conspiración, algo de física adicional para observar tales fenómenos.
Sin embargo, también hay otras formas de medir $e$, como medir el ruido de disparo en un cable que lleva corriente. Tales experimentos nos dan aún más confianza de que la carga del electrón es $e$. De hecho, en el efecto hall cuántico fraccionario, si uno intenta hacer la misma medición del ruido de disparo para verificar experimentalmente $e$, en su lugar obtiene una fracción racional como $e/3$. Este fenómeno en realidad condujo al Premio Nobel en 1998 debido a la física no trivial que se descubrió. Con todo, debido a esto y más, el valor de $e$ es más o menos un hecho establecido (la evidencia es más que el experimento de la gota de aceite).
Tenga en cuenta que al hacer este experimento, un observador observa gotas de muchas cargas diferentes, porque el efecto triboeléctrico que hace que las gotas se carguen en primer lugar es estocástico.
Es decir, ve valores que eventualmente se identificarían como $1e$, $2e$, $3e$, y hasta un valor tan alto como pueda medir con el aparato.
Además, en Millikan real experimento (en lugar de la versión simplificada que se presenta en muchos tratamientos básicos) observa una gota durante el tiempo suficiente para registrar uno o más casos de reducción de la carga de la gota (un efecto de la radiación cósmica), para que pueda observar los pasos hacia abajo hacia neutral .
En cualquier caso, cuando tiene suficientes datos, queda claro que tiene niveles discretos y que el espaciado es el mismo que el nivel más bajo. En ese punto, la menor hipótesis es bastante inevitable.
Será mi primera respuesta en este sitio, ya que tuve esta pregunta desde la escuela hasta la universidad hasta que leí el artículo real de Millikan del archivo de mi biblioteca.
Tienes toda la razón. Por lo que sabemos, 1,6 puede ser un número incorrecto y, en cambio, el valor real de e es 1,6/n, donde n es un número entero. Después de todo, concluir lo que concluyó Millikan requiere la suposición adicional de que existe al menos una gota que perdió exactamente un electrón. Sin embargo, escúchame-
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La versión presentada en los libros es muy abreviada. Millikan observó las gotas durante un período prolongado de tiempo, en el que las eliminaba mediante rayos X y seguía experimentando con ellas hasta que perdían toda la carga, y luego las eliminaba de nuevo al azar. Y observó MUCHAS de esas gotas.
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Las gotas siempre pierden carga en proporciones simples de números enteros. En primer lugar, esto demostró que la carga está cuantizada.
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Aquí está la parte interesante: el denominador común en el que las gotas estaban perdiendo carga, también resultó ser la carga medida más baja en todas las pruebas.
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Digamos que e es en realidad e/2. Esto requeriría que expliques por qué, en un proceso aleatorio, los electrones siempre se pierden en números pares. Ahora digamos que e es e/3. Aquí, los electrones se pueden perder tanto en números pares como impares (3, 6, 9, etc.), pero luego, sería necesario que explicara por qué se pierden en tripletes, y así sucesivamente.
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El argumento anterior se rompería para, digamos, e = e/millón. Porque entonces, los errores de medición superarían con creces nuestra resolución para distinguir entre 1 millón frente a 1 millón y 1 electrón. Este es un escenario plausible.
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Pero hay una cosa en ciencia llamada navaja de Occam. Si dos teorías explican perfectamente lo mismo, eliges la menos complicada. Por lo que sabemos, un neutrón en realidad está formado por dos neutrones de la mitad de la masa aceptada de un neutrón. Pero la cosa es que no importa. Si todos los experimentos observables pueden funcionar considerando la hipótesis más simple, esa hipótesis se mantiene hasta que se rompe en algún otro experimento.
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La relación e/m y la masa de los electrones se pueden medir de forma independiente. Ellos, y todos los demás experimentos, están de acuerdo con la carga encontrada por Millikan (salvo por algún error). Sin embargo, debemos tener mucho cuidado de no incluir experimentos que ya tienen la carga del electrón secretamente colocada allí (como los que involucran un osciloscopio). “El primer principio es que no debe engañarse a sí mismo”.
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