En 1909, Robert Millikan determinó que el electrón tiene una carga de 1.60x10 ^ -19 Coulombs. Lo determinó equilibrando la atracción gravitacional de las gotas de aceite contra el campo eléctrico necesario para evitar que las gotas caigan. Una sola gota tendría múltiples electrones en exceso, por lo que el divisor común de la carga en múltiples gotas daba la carga de un solo electrón. Derivado de este experimento, una pregunta común de los estudiantes de física introductoria hoy es ¿cuántos electrones en exceso están en una esfera cargada si su carga total se encuentra experimentalmente como "x" Coulombs, suponiendo que ya conoces la carga de un solo electrón?
Supongamos que ha determinado que la carga de una gota de aceite es, por ejemplo, 2.4 x 10 ^ -18 Coulombs. Tenga en cuenta que la referencia '^' se refiere a la exponenciación. Por ejemplo, 10 ^ -2 es igual a 0.01.
Supongamos también que sabe de antemano que la carga de un electrón es 1.60x10 ^ -19 Coulombs.
Divida el exceso de carga total por el carga conocida de un solo electrón.
Continuando con el ejemplo anterior, 2.4 x 10 ^ -18 dividido por 1.60 x 10 ^ -19 es lo mismo que 2.4 /1.60 veces 10 ^ -18 /10 ^ -19 . Tenga en cuenta que 10 ^ -18 /10 ^ -19 es lo mismo que 10 ^ -18 * 10 ^ 19, que es igual a 10. 2.4 /1.6 = 1.5. Entonces la respuesta es 1.5 x 10, o 15 electrones.
Consejo
Un problema más difícil es resolver la cantidad de electrones sin conocer la carga de un electrón de antemano. Por ejemplo, puede encontrar que las cinco gotas tienen cargas de 2.4 x 10 ^ -18, 3.36 x 10 ^ -18, 1.44 x 10 ^ -18, 2.08 x 10 ^ -18 y 8.0 x 10 ^ -19. Encontrar la carga de un solo electrón se convierte en una cuestión de resolver para el divisor común de 240, 336, 144, 208 y 80. El problema aquí es que los números son muy grandes. Un truco para simplificar aún más el problema es encontrar las diferencias entre los números cercanos. 240 - 208 = 32. 2 x 80 - 144 = 16. Entonces aparece el número 16. Dividir 16 en los 5 puntos de datos originales muestra que esta es, de hecho, la respuesta correcta. (Cuando los números tienen un rango de error significativo, el problema se vuelve realmente difícil).
