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CBPF-MO-002/05 8 Fig. 5.1 Diagrama do Aparato de Millikan Na experiência de 1911, Millikan verificava que para diferentes gotas o valor da carga e era diferente. Para gotas pequenas e um gás muito rarefeito o valor de e era maior. Millikan concluiu que a fórmula de Stokes que descrevia bem os corpos se movendo em meios viscosos, num meio contínuo, não era apropriada para um meio gasoso. Millikan propôs, neste trabalho, uma correção para a fórmula de Stokes, dividindo a viscosidade η pelo fator 1 + b/(P · a), onde b é uma constante, P a pressão do gás e a o raio da gota. Fazendo-se a análise das forças que atuam sobre uma gotícula carregada num campo elétrico, conforme mostrado na fig. 5.2, tem-se: Fg = mg (Força gravitacional), Fe = qE (Força elétrica), Fs = −Kv (Força de atrito viscoso) dada pela lei de Stokes, sendo K =6πηa, onde v = velocidade da gotícula de óleo a = raio da gotícula η = coeficiente de atrito do ar com a gotícula m = massa da gotícula g = aceleração da gravidade E = V/D intensidade do campo elétrico q = ne carga transportada pela gotícula
CBPF-MO-002/05 9 Fig. 5.2a Fig. 5.2b Na ausência do campo elétrico [Fig. 5.2b] todas as gotículas caem livremente, ao atingirem a velocidade de regime (vg) podemos escrever Fg = Fs, logo mg = Kvg. Usandose a Lei de Stokes e a expressão do volume da esfera, obtém-se para o raio da gotícula: a = � 9ηvg 2gρ onde ρ é a massa específica aparente do óleo, ρ =(ρ óleo − ρar). Descrição do aparelho De forma simplificada esquematizamos o experimento da fig. 5.1 pela fig. 5.3, ou seja, um condensador de placas paralelas circulares, onde a placa superior éperfurada para permitir a passagem das gotículas de óleo. Na placa inferior há umorifício para dar passagem a um bastonete em cuja extremidade está depositada uma fonte de tório- 232 (em substituição aos raios-X utilizados por Millikan). As partículas alfa emitidas pelo tório aumentam a concentração de íons na região onde caem as gotas, favorecendo a mudança da carga. O condensador está encerrado em um recipiente cilíndrico que o isola do exterior, não indicado na fig.5.3. (1)
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