1) O documento descreve um experimento de Millikan para determinar a carga elementar através da observação do movimento de gotículas de óleo em um campo elétrico. 2) Dados como tempo de subida e descida das gotículas foram coletados e usados para calcular propriedades como carga, raio e massa. 3) A média das cargas calculadas foi 1,60 vezes a carga elementar teórica, dentro do esperado considerando imprecisões experimentais.

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIENCIA EXATA
DEPARTAMENTO DE FISICA
Laboratório de Moderna 2
Determinação da carga elementar: Experiência de Millikan
Aluno: Leandro Biase nº 21005069
Aluno: Marco Marinho nº 20901325
Aluno: Luã da Costa Catique nº 21005059
MANAUS
2014

2. Determinação da carga elementar: Experiência de Millikan
Método fundamenta-se no fato de que íons gasosos servem como núcleos de condenação de
vapor d’água. Aplicado um campo elétrico na câmara paralelo ao campo gravitacional. Parti daí
determina-se o valor de . experimentalmente as gotículas de óleo borrifadas através de
pequenos orifícios para dentro de uma câmara, onde há um campo elétrico vertical. Ao passar
pelos orifícios, as gotas carregadas podem ser observadas sob a ação da força elétrica.
Experimento
A força que age no campo deve se pequena mesmo frente a um campo elétrico intenso. As
gotas são borrifadas entre duas placas e paralelas, de distância , com diferencias de potencial
. Nesta região há um campo elétrico há um campo elétrico de magnitude = . Ao analisar
os movimentos de subidas e decidas da gotícula temos as seguintes grandezas e constante.
Velocidade de descida , velocidade de subida , tensão do capacitor , carga na gotícula
= , raio da gotícula , separação das placas do capacitor = 2,50 ± 0,001, densidade do
óleo de silicone = 1,03.10 , Viscosidade do ar = 1,82.10 ( . ) , aceleração
da gravidade = 9,81 / , densidade do ar = 1,293 / . A gotícula experimenta as
seguintes forças. Força (lei de Stoke) = 6 . . (1). Como a gotícula é submetida ao
campo gravitacional temos = . = . . (2), onde é o volume. Temos a força
empuxo = . (3). Devido ao campo elétrico a forca é = . = . . No equilíbrio,
ou seja, quando a força resultante é nula obtermos as seguintes velocidades.
= [ . + ( + )] (5)
= [ . − ( + )] (6)
Subtraindo e somamos encontramos a carga a gotícula e o raio .
= . √ − (7)
Onde = . ( )
= 2,73.10 . ( . ) /
= . − (8)
Onde = ( )
= 6,37.10 ( . ) /
As gotículas possuem cargas cujos valores são múltiplos da carga elementar
= . (9)

3. Onde = 1,68.10 . .
Os dados obtidos no experimento como o tempo de descida e subida da gotícula , , , e
usamos as equações (5), (6), (7) e (8). Isolado = da equação (9). As
grandezas , , , foram colocados na tabela 1.
U(V) ( ) ( ) ( ) 10 .
( / )
10 .
( / )
10 .(
− )
( / )
10 .
( )
10 .
( )
10
300 2,98 8,39 0,9 3,02 1,07 1,94 8,88 5,19 3,0 1,73
392 3,83 6,27 0,87 2,27 1,38 0,88 5,98 2,39 2,0 1,19
392 2,61 14,37 0,87 3,33 1,38 1,94 8.88 4,58 3,0 1,52
393 4,14 20,06 0,87 2,10 0,43 1,66 8,22 2,27 2,0 1.13
400 2,04 2,86 0,9 4,41 3,14 1,26 7,16 5,80 3,0 1,93
451 2,93 5,79 0,87 2,96 1,50 1,46 7,71 3,27 2,0 1,63
451 3,79 10,07 0,87 2,29 0,86 1,43 7,62 2,28 2,0 1,14
452 3,10 7,39 0,87 2,80 1,17 1.62 8,13 3,07 2,0 1,53
499 6,73 10,58 0,87 3.83 2,49 1,42 7,61 4,19 3,0 1,39
499 9,99 16,47 2,64 2,64 1,60 1,03 6,49 2,36 2,0 1,18
499 9,36 14,80 2,64 2,82 1,78 1,03 6,48 2,56 2,0 1,28
500 1,60 6,49 0,9 5,62 1,38 4,23 13,11 7,88 5,0 1,57
501 3,39 8,83 2,64 7,78 2,98 4,79 13,95 12,86 8,0 1,60
502 3,23 8,63 2,64 8,17 3,05 5,11 14,40 13,81 9,0 1,53
504 3,62 11,08 2,64 7,29 2,38 4,91 14,11 11,61 7,0 1,65
Tabela1. Com os tempos de descida e subida determinados calculamos as grandezas , , , .
Com os valores das cargas nas gotas tiramos à média com todos os valores obtidos
é = 1,46
Iremos considerar os valores de dos elementos da carga que mais de aproximam do valor
teórico, ou seja, tiramos dos valores que estão abaixo de 1,39. A média obtida é.
é = 1,60
Devido ao manuseamento dos aparelhos e pelas limitações ao medir as grandezas, obtemos
uns valores de cargas abaixo do valor teórico e concluímos que devido às flutuações dos
valores baixos influenciam nos resultados finais. Fazendo comparação das duas médias deixa
isso claro.

4. Para calculamos as grandezas na tabela1 usarmos Fortran e construímos um algoritmo da
seguinte forma.

5. Bibliografia
Determinação da Carga Elementar: Experiência de Millikan
A. C. M. Padilha, F. Marques, M. D. T. V. Steinkirch, e R. A. Tubero
Instituto de Física da Universidade de São Paulo.