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domingo, 9 de mayo de 2010

Pregunta 1. Millikan

1.- Al principio del capítulo se hace referencia a dos pesonajes, Tales de Mileto y Franklin(que fue también presidente de EEUU). ¿Cómo entendieron ellos la electricidad?

Franklin planteó una teoría donde la electricidad era un único fluido que existía en toda materia y clasificó a las partículas como positivas (protones) y negativas (electrones).





Tales de Mileto fue el 1º en descubrir un misterioso poder de atracción y de repulsión cuando frotaba un trozo de ámbar amarillo con una piel y creía que la electricidad residía en el objeto frotado. Esta sustancia denominada “Elektrón” (en español electrón), dio lugar a la electricidad o por lo menos así considerado por Tales de Mileto.

Pregunta 2. Millikan

2. ¿De dónde procede la designación del nombre de los rayos catódicos?

El físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen en la Universidad de Würzburg en Alemania, descubre una nueva forma de radiación.

Un grupo de alemanes hicieron un experimento con ampollas de vidrio; conectaron dos placas metálicas en los dos extremos a baterías muy potentes. Éstos tubos emitían luces de colores, fluorescencias y mostrando franjas luminosas.

A la placa metálica negativa se le llama cátodo y a la positiva ánodo.

Los rayos del cátodo iban en dirección del ánodo; de ahí surge el nombre de rayos catódicos.


Pregunta 3. Millikan

3. ¿Qué descubrió Roentgen?

Wilhelm Roentgen fue un físico alemán que vivió entre 1845 y 1923.
En 1895, descubrió los rayos x accidentalmente, cambiando para siempre el campo de la física médica.
Los rayos x son un tipo de radiación capaz de penetrar materiales que la luz no puede. Estos rayos nos permiten "ver" el interior de los objetos (como por ejemplo, el cuerpo humano), sin necesidad de abrirlos.
En 1901, producto de su brillante trabajo experimental, Roentgen recibió el primer premio Nobel.


Pregunta 4. Millikan

4. Experimento de Thonsom y conclusiones. Explicación breve.

Su experimento consiste en extraer la máxima cantidad de gas de un tubo de rayos catódicos haciendo en su interior un vacío muy grande.

Llegó a un punto en el que los rayos catódicos se veían desviados por los campos eléctrico y magnético.

Sus conclusiones fueron 3:

La 1ª; los átomos y moléculas del gas no tenían nada que ver con este experimento; de hecho, los rayos catódicos no eran curvados debido a los campos eléctricos.


La 2ª; los rayos catódicos estaban hechos de partículas que llamó "corpúsculos", y éstos procedían de dentro de los átomos de los electrodos, lo que significa que los átomos son divisibles. Además Thomson llegó a la conclusión de que la carga negativa es inseparable de los rayos.


La 3ª; aplicando las leyes de actuación del campo eléctrico y del magnético sobre una partícula cargada, se producían desviaciones si ésta era enorme y su masa mucho más cargada que la del átomo más ligero (Hidrógeno).


Para entender mejor la explicación sobre este experimento acceder a esta página


Pregunta 5. Millikan

5.- Ideas notables de Millikan al hacer su experimento.

Millikan obtuvo dos grandes ideas notables:

La primera, fue someter a las moléculas de aire y vapor de agua a un campo eléctrico. Por eso mismo, a las gotas se le incrustan los electrones del aire y éstas se ven atraídas por el electrodo positivo y se repelan por el electrodo negativo.


La segunda, fue utilizar gotas de aceite, para conseguirlo se utilizó un vaporizador de perfume llamado atomizador.


EXPERIMENTO DE MILLIKAN:



animación del experimento

Pregunta 6. Millikan

6.- En la página 186 del libro, Manuel hace una explicación detallada de las fuerzas que intervienen sobre la gota y por qué se queda suspendida. Explícalo en base a la segunda ley de Newton que estamos estudiando en clase. Si queréis podéis insertar una imagen de dichas fuerzas (como vectores).

Millikan pasó varias veces unas pequeñas gotas de aceite por un campo magnético para calcular la carga de la gota y al descubrir que éstas eran siempre múltiplos de un mismo número, la llamó carga del electrón.

Las fuerzas que actúan sobre las gotas de aceite son:

- el peso.
- el campo eléctrico.
- la fuerza de rozamiento

Según la 2ª Ley de Newton (F = m*a)

Si la gota es más pequeña o más grande, pueden ocurrir 3 cosas:

- Si la F de atracción de la gota era más grande que la de repulsión eléctrica, la gota caería.
- Si la fuerza de repulsión eléctrica era más grande que el peso, la gota de aceite cambia de dirección y sentido y por lo tanto, subía.
- Si estas 2 fuerzas mencionadas ahora mismo se igualaban, la gota se quedaba parada en el aire.





la fuerza de rozamiento sería SIEMPRE contraria al movimiento, es decir, en este caso iría hacia la izquierda.

W; significa weight ( peso en inglés).

Pregunta 7. Millikan

7.- Explicación del funcionamiento del aparato utilizado por Millikan. Figura 8.6.

El experimento de Millikan consistió en medir gotas de aceite, ésta fue la primera medida directa y que convenció a todas las personas de la carga eléctrica del electrón.

Millikan llenó con gotas de aceite un tubo transparente.
Su velocidad sería controlada por el cambio de voltaje en los discos.

Cuando los electrones se enlazan en las gotas de aceite, las llenan de carga negativa (electrones).



EXPERIMENTO DE MILLIKAN (GOTAS DE ACEITE):




Por eso, Millikan observó una gota tras otra por el microscopio mientras iba cambiando el voltaje y apunto cada resultado de ese experimento.
Lo repitió muchas veces y llegó a la conclusión de que la carga solo puede tener unos valores fijos y no pueden variar.

Pregunta 8. Millikan

8. Busca e infórmate sobre:

a) Hipótesis de Planck: en qué consistió e importancia que tiene.

Max Karl Ernst Ludwig Planck fue un físico alemán considerado como el fundador de la teoría cuántica y galardonado con el Premio Nobel de Física en 1918.

Aunque en un principio fue ignorado por la comunidad científica, profundizó en el estudio de la teoría del calor y descubrió, uno tras otro, los mismos principios que ya había enunciado Josiah Willard Gibbs.

En 1900, descubrió una constante fundamental, la denominada Constante de Planck, usada para calcular la energía de un fotón. Planck establece que la energía se radia en unidades pequeñas denominadas cuantos.

La ley de Planck relaciona que la energía de cada cuanto es igual a la frecuencia de la radiación multiplicada por la Constante de Planck.

Un año después descubrió la ley de radiación del calor, denominada Ley de Planck, que explica el espectro de emisión de un cuerpo negro. Esta ley se convirtió en una de las bases de la teoría cuántica.

Los descubrimientos de Planck fueron el nacimiento de un campo totalmente nuevo de la física, conocido como mecánica cuántica y proporcionaron los cimientos para la investigación en campos como el de la energía atómica.

Reconoció en 1905 la importancia de las ideas sobre la cuantificación de la radiación electromagnética expuestas por Albert Einstein, con quien colaboró a lo largo de su carrera.







b) Efecto fotoeléctrico: en qué consiste y cómo explica el funcionamiento de las células fotoeléctricas.

El efecto fotoeléctrico; consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

- Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith.

- Efecto fotovoltaico: es la transformación parcial de la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones). La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad.





CÉLULAS FOTOELÉCTRICAS:

Una célula fotoeléctrica, es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones) mediante el efecto fotovoltaico. Están compuestos de un material que presenta efecto fotoeléctrico, es decir, absorben fotones de luz y emiten electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.





FUNCIONAMIENTO DE LAS CÉLULAS FOTOELÉCTRICAS:

En un semiconductor expuesto a la luz, un fotón de energía arranca un electrón, creando al pasar un «hueco».

El electrón encuentra rápidamente un hueco para volver a llenarlo, y la energía que proporciona el fotón se dispersa.

El principio de una célula fotovoltaica es obligar a los electrones y a los huecos a avanzar hacia el lado opuesto del material en lugar de recombinarse en él.


En funcionamiento, cuando un fotón arranca un electrón a la matriz, creando un electrón libre y un hueco, bajo el efecto de este campo eléctrico cada uno va en dirección opuesta.