Universidad Nacional Autónoma de México
Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de la 
Información y Comunicación
Trabajo realizado con el apoyo del Programa UNAM-DGAPA-PAPIME PE110517

El experimento de Millikan

Framed[
OpenerView[{
	    Style[ "1. Objetivo",FontColor-> White,FontFamily->"Times New Roman",24],TextCell["		·Comprender en que consite el experimento de Millikan.
		·Comprender la importancia del resultado.
		·Comprender la preparacion y trabajo que conlleva un experimento.",
FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",16,TextJustification->1]
}],RoundingRadius->5,FrameMargins->Large,Background->RGBColor["#1c3d6d"]]

DynamicModule[{
text1,text2,text3},
text1=Style["",FontColor->Black,FontFamily->"Times New Roman",16];

text2=Style["
Los  trabajos  de  Michel  Faraday,  André-Marie  Ampère,  y  de  James  Clerk  Maxwell,  en  el  siglo  XIX,  habían  demostrado  que  la  electricidad,  el  magnetismo,  y  la  propia  luz  viajan  a  través  de  ondas  y  que,  de  hecho,  son  un  mismo  fenómeno,  llamado  radiación  electromagnética

Según  Lorentz,  las cargasen  movimiento  generantanto  el  campo  eléctrico  como  el  magnético.  Estos  campos  se  resisten  al  cambio  y,  como  reacción,  se  oponen  al  movimiento  del  electrón.  Lorentz  consideró  posible  que  estas  reacciones  explicaran  la  inercia  del  electrón  y,  por  lo  tanto,  su  masa.",FontColor->Black,FontFamily->"Times New Roman",16];




text3=Style[" El  siguiente gran  paso  se  debió  a  Joseph  John  Thomson,  ya  un  gran  invento los  tubos  de  descarga.Thomson  determinó  también  quela  relación  entre  la  carga  y  la  masa  del  electrón,  o  su  “relación  carga  /  masa”,  era  1,840  veces  la  de  uniónde  hidrógeno  en  electrólisis.Aunque  para  entonces  se  desconocían  los  valores  reales  tanto  de  la  carga  del  electrón  como  de  su  masa,  encontrar  uno  de  esos  dos  valores  permitiría  calcular  el  otro.
",FontColor->Black,FontFamily->"Times New Roman",16];


Framed[
Grid[{
{Framed[OpenerView[{
Style["2. Preliminares",FontColor->Black,FontFamily->"Times New Roman",24],Column[{text2,text3}]}],Background->White,FrameStyle->White,RoundingRadius->25]}}],RoundingRadius->5,FrameMargins->Large,Background->White]
]

DynamicModule[{op3,text3,text31,text32,text33,sim31,op31,op32,sim32,op33,sim33,listadeaceite,listaderadios,listadecargas,listadeaceite2,listaderadios2,listadecargas2},
RandomSeed[1200];
listadeaceite2=Partition[Riffle[Riffle[RandomReal[{-1,1},7],RandomReal[{-1,1},7]],RandomReal[{-.3,.3},7]],3];listaderadios2=RandomReal[{.05,.2},7];
listadecargas2=RandomReal[{-.1,.1},7];
listadeaceite=Partition[Riffle[Riffle[RandomReal[{-1,1},5],RandomReal[{-1,1},5]],RandomReal[{-.3,.3},5]],3];listaderadios=RandomReal[{.1,.3},5];
listadecargas=RandomReal[{-.1,.1},5];
text31=TextCell["
Para  realizarlo,  idearon  un  aparato  parecido  a  éste. Dentro  del  aparato,  había dos placas  de  metal,  conectadas  a  una  fuente  de  electricidad  que  las  cargaba  eléctricamente. La  superior  con carga  positiva y la inferior con carga negativa.En  la  parte  superior,  un  pequeño  tubo  conectado  a  un  atomizador  lanzaba  diminutas  gotas  de  aceite. Estas gotas fueron  observadas  con  un  microscopio,  colocado  en  el  aparato.
",
FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",16,TextJustification->1];

sim31=Style[Framed[Manipulate[Show[{
Graphics3D[{
(*Microscopio de observación*)
{Gray,Cylinder[{{0,0,0},{0,0,.1}}]},
{Gray,Cylinder[{{.9,0,.5},{1.6,0,.5}},.13]},
{Gray,Cylinder[{{1.6,0,.5},{2.1,0,.5}},.1]}
,{Gray,Opacity[.5-Ver],Thickness[2],CapForm["Square"],
Tube[{{0,0,0},{0,0,1.5}},1]},
{Yellow,Sphere[{0,0,-r},.02]},
(*Bateria*)
{GrayLevel[0.4],Cuboid[{-4.35,-2.85,-8},{-1.65,2.85,-4.5}]},
{GrayLevel[0.4],Cuboid[{-4.5,-3,-4.5},{-1.5,3,-4}]},

(*Lado positivo*)
{GrayLevel[0.4],Cylinder[{{-3,2,-4},{-3,2,-3.5}},.3]},
(*Lado negativo*)
{GrayLevel[0.4],Cylinder[{{-3,-2,-4},{-3,-2,-3.5}},.3]},

(*Cable Rojo de la corriente(externo)*)
{Opacity[.8],Red,CapForm[Square],Tube[BSplineCurve[{{-3,2,-3.5},{-4,4,-2},{-5,2,-1},{0,4,0},{0,3,-.1},{0,2.5,0},{0,3,.8},{0,2.5,.9}},.1]]},

(*Cable Rojo de la corriente(interno)*)
{Opacity[.2],Red,CapForm[Square],Tube[BSplineCurve[{{0,2.5,.9},{0,1.5,.9},{0,.5,.9}},.1]]},

(*Cable Negro de la corriente(externo)*)
{Opacity[.8],Black,CapForm[Square],Tube[BSplineCurve[{{-3,-2,-3.5},{-4,-4,-2},{-5,-2,-1},{0,-4,0},{0,-2.5,0}},.1]]},

(*Cable Negro de la corriente (interno)*)
{Opacity[.2],Black,CapForm[Square],Tube[BSplineCurve[{{0,-2.5,0},{0,-1.5,0},{0,-.5,0}},.1]]}
},
PlotRange->8+Z,Axes->True
],

(*Disco arriba*)
ParametricPlot3D[{{r Cos[θ],r Sin[θ],.9},{r Cos[θ],r Sin[θ],1}},{θ,0,3*π/2},{r,.05,1},Mesh->None,PlotStyle->{GrayLevel[0.7]}],
ParametricPlot3D[{{Cos[θ],Sin[θ],z},{Cos[θ],Sin[θ],z}},{θ,0, 3*π/2},{z,.9,1},Mesh->None,PlotStyle->{GrayLevel[0.7]}],
ParametricPlot3D[{{.05*Cos[θ],.05*Sin[θ],z},{.05*Cos[θ],.05*Sin[θ],z}},{θ,0, 3*π/2},{z,.9,1},Mesh->None,PlotStyle->{GrayLevel[0.7]}],

ParametricPlot3D[{0,x,z},{x,-1, -.05},{z,.9,1},Mesh->None,PlotStyle->{GrayLevel[0.7]}],
ParametricPlot3D[{x,0,z},{x,.05, 1},{z,.9,1},Mesh->None,PlotStyle->{GrayLevel[0.7]}],
(*Disco de abajo*)

ParametricPlot3D[{{Cos[θ],Sin[θ],z},{Cos[θ],Sin[θ],z}},{θ,0,2 π},{z,0,.1},Mesh->None,PlotStyle->{GrayLevel[0.7]}],
ParametricPlot3D[{{r Cos[θ],r Sin[θ],0},{r Cos[θ],r Sin[θ],.1}},{θ,0,2π},{r,0,1},Mesh->None,PlotStyle->{GrayLevel[0.7]}]}],


{{r,-1.5,"seguir trayectoria del aceite"},-1.5,-.13},{{Z,-3,"Acercar"},-7,-3},{{Ver,.48},-.5,.5}]
,Background->GrayLevel[.8]]
];

op31=OpenerView[{
	    Style[ "3.1 Preparación",FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",24],Column[{text31,sim31},Center]
}];

text32=TextCell["
En el espacio entre las dos placas se pasaron rayos x, esto con el fin de cargar el ambiente de electrones.

",
FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",16,TextJustification->1];

sim32=Style[Framed[
Manipulate[If[x<2.7,
Graphics3D[{
{Style[Text["Gota de aceite",{2,0,-2}],FontSize->20],Style[Sphere[{0,0,0},1],Yellow],Table[Style[Sphere[{0,0,0},.2],GrayLevel[0.6]],{ϕ,1,4}]},
Table[Table[{GrayLevel[0.6],Sphere[{-6+x+r,0,Cos[x*3]+z},.2]},{z,-1,1,.5}],{r,-2,2,1}]},PlotRange->{{-8,2},{-3,3},{-3,3}}],
Graphics3D[{
Style[Sphere[{0,0,0},1],Yellow],Style[Text["Gota de aceite con carga negativa",{-4,0,-2}],FontSize->20],Table[Style[Sphere[{Cos[x],Sin[x],0},.2],GrayLevel[0.6]],{x,0,2π,π/4}]
},PlotRange->{{-8,2},{-3,3},{-3,3}}]
],{{x,-π,"Cargar ambiente"},-π,2.9}]]

,Background->GrayLevel[.8]];

op32=OpenerView[{
	    Style[ "3.2 Observación",FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",24],Column[{text32,sim32},Center]
}];

text33=TextCell[TraditionalForm["
Al ser atraidas por la gravedad las gotas de aceite caen, pero al encender la corriente los electrones son atraidos hacia la placa positiva y son repelidos por la negativa, llegando incluso a hacer flotar algunas particulas de aceite. Millikan consiguio tomar el peso de las gotas de aceite y tras  repetir  el  experimento  con  muchas  gotas,  se  dieron  cuenta  de  que  su  carga  eléctrica  siempre  era  un  múltiplo  de  -1.60  x  (10^(-19))Coulombs.  Hablamos de múltiplos porque cada gota tenía una cantidad  diferente  de  electrones.Por  lo  tanto,  ese  valor  debía  ser  la  carga  eléctrica  de  un  solo  electrón,  y  la  relación  entre  carga  y  masa  que  Thomson  había  previsto, permitió  calcular cuál  sería  la  masa  del  electrón.
"],
FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",16,TextJustification->1];

sim33=Style[Framed[
Manipulate[Graphics3D[{Table[{Yellow,Sphere[Flatten[Part[listadeaceite2,h]-{0,0,t*ionizar*Part[listaderadios2,h]}],Part[listaderadios2,h]]},{h,1,7,1}]},PlotRange->2,Background->If[ionizar==1,LightBlue,RGBColor[0.81,0.77,1]]],{{t,0,"Tiempo"},-3,7,ControlType->Trigger},{{ionizar,1,"regular corriente"},-1,1,.3}]

,Background->GrayLevel[.8]]
];

op33=OpenerView[{
	    Style[ "3.3 Conclusión",FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",24],Column[{text33,sim33},Center]
}];
text3=TextCell["
A  comienzos  del  siglo  XX, los  físicos estadunidenses  Robert Millikan  y Harvey  Fletcher realizaron  un experimento  que les  permitió medir con mayor  precisión la  carga eléctrica del  electrón,  y  así  calcular  su  masa.
",
FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",16,TextJustification->1];
op3=Framed[
OpenerView[{
	    Style[ "3. El experimento de Millikan",FontColor->White,FontFamily->"Times New Roman",24],Column[{text3,op31,op32,op33}]
}],RoundingRadius->5,FrameMargins->Large,Background->RGBColor["#1c3d6d"]]]

Framed[
OpenerView[{
TextCell["4. Bibliografía.",FontColor->Black,FontFamily->"Calibri",24],TextCell["[1] Aguirre.Física III:actividades experimentales de electromagnetismo.México,Trillas,2008. 
[2] Alvarenga,B.y Máximo A.Física general con experimentos sencillos.4ª ed.México,Oxford,2014. 
[3] Bravo,M.S.Física y creatividad experimentales:paquete didáctico Siladín para física I y II.México,UNAM-CCH,2006. 
[4] Bueche,F.;E.Hetch.Física general.10ª ed.México,McGraw Hill,2007. (Serie Schaum).
[5] Colavita,E.;Echeverría Arjonilla,E.Física.México,McMillan Castillo,2012. (Red Joven)
[6] Tippens, Paul, Física. Conceptos y aplicaciones. México, McGraw-Hill, 1987.",FontColor-> Black,FontFamily->"Times New Roman",16]}],RoundingRadius->5,FrameMargins->Large,Background->White]

UN=;
DG=;
FC=;
Framed[Grid[{{"                              ",Image[UN,"Real"],"               ",Image[DG,"Real"],"               ",Image[FC,"Real"],"                              "}}],Background->RGBColor["#1C3D6C"]]