Millikan determinou a carga no elétron com o estudo das cargas estáticas nas gotas de óleo que caíam em um campo elétrico. Uma estudante realizou esse experimento usando várias gotas de óleo para suas medidas e calculou as cargas nessas gotas obtendo os seguintes dados:
(a) Qual o significado do fato de as gotas carregarem cargas diferentes?
(b) A que conclusão o estudante pode chegar a partir desses dados, no que diz respeito à carga do elétron?
(c) Qual valor (e com quantos algarismos significativos) ele deverá informar para a carga eletrônica?

Passo 1

Então, a gente tem um exercício sobre o experimento de Millikan, onde ele mediu a carga dos elétrons usando gotas de óleo em um campo elétrico. A estudante fez esse experimento e obteve cargas diferentes para várias gotas. Vamos precisar entender sobre cargas elétricas, quantização da carga e como determinar o valor da carga do elétron a partir desses dados.

Passo 2

(a) Significado das cargas diferentes nas gotas
Quando as gotas de óleo têm cargas diferentes, isso mostra que cada carga é um múltiplo da menor carga possível que pode existir. Isso é fundamental porque indica que a carga não pode assumir qualquer valor contínuo, mas sim valores discretos. Basicamente, cada carga na gota é igual a um número inteiro vezes a carga do elétron.

Passo 3

(b) Conclusão sobre a carga do elétron
A observação de que as gotas possuem cargas diferentes permite concluir que a carga elétrica é quantizada. Ou seja, existe uma unidade básica de carga, que é a carga do elétron. Todas as cargas observadas nas gotas são múltiplos inteiros dessa carga fundamental. Isso reforça a ideia de que os elétrons carregam uma quantidade mínima e indivisível de carga.

Passo 4

(c) Determinar o valor da carga eletrônica
Para encontrar o valor da carga do elétron a partir dos dados das gotas, a estudante deve identificar o maior divisor comum das cargas medidas nas gotas. Esse divisor comum será a carga fundamental, ou seja, a carga do elétron. Depois de encontrar esse valor, deve-se considerar os algarismos significativos das medições originais para reportar a carga com a precisão adequada. Por exemplo, se as medidas têm três algarismos significativos, a carga eletrônica também deve ser apresentada com três algarismos significativos.

Resposta

(a) As cargas diferentes nas gotas indicam que cada carga é um múltiplo inteiro da carga básica do elétron.
(b) O estudante pode concluir que a carga elétrica é quantizada, ou seja, existe uma carga mínima fundamental que é a carga do elétron.
(c) Ele deverá informar o valor da carga do elétron como o maior divisor comum das cargas medidas, expressa com o número adequado de algarismos significativos conforme as medições.

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