Odpowiedzi

Najlepsza Odpowiedź!
2009-10-18T21:59:08+02:00
W roku 1896 John Thomson odkrył elektron i podał warto�ć stosunku jego ładunku do masy. Nie okre�lił jednakże warto�ci tych dwu wielko�ci. Ale już rok pó�niej podjšł próbę wyznaczenia ładunku elementarnego (nieco wcze�niej ładunek elementarny próbował wyznaczyć Townsend i otrzymał wynik 1*10-19 kulomba). Do�wiadczenie Thomsona przeprowadzone przy pomocy komory Wilsona (urzšdzenie to dzięki procesowi kondensacji pozwala obserwować drobne czšstki -nawet jony) pozwoliło mu wyznaczyć wielko�ć e (warto�ć ładunku elementarnego), ale z do�ć dużym błędem. Według tego eksperymentu e miało być równe około 2,2*10-19 kulomba. Pó�niej przeprowadzajšc zmodyfikowane do�wiadczenie otrzymał warto�ć e równe około 1,1*10-19.
Dokładnego pomiaru e, który pozwolił udowodnić, że wszystkie elektrony posiadajš ten sam ładunek dokonał dopiero w roku 1911 Robert Andrews Millikan. Zbudował on w tym celu specjalne urzšdzenie (rys).

Eksperyment Millikana


Przy pomocy rozpylacza wytwarzał kropelki oleju ponad dwiema równoległymi płytkami. Wpadały one przez otworek w górnej, izolowanej płytce do przestrzeni pomiędzy płytkami. Kropelki mogły być obserwowane z boku przez teleskop o krótkiej ogniskowej. Aby były dobrze widoczne, zostały o�wietlone z boku. Pole widzenia było przecięte dwoma poziomymi, równoległymi, cienkimi kreskami. Kropelki oleju mogły elektryzować się dzięki tarciu w czasie procesu rozpylania. Uzyskiwać ładunek mogły również dzięki na�wietlaniu ich promieniami X (patrz rys1). Do płytek Millikan przykładał pewnš różnicę potencjałów, wytwarzajšc pomiędzy nimi pole elektryczne.
Jeżeli kropla ma masę m i ładunek q to działajš na niš siły -przycišgania ziemskiego mg skierowana ku dołowi, siła elektryczna Eq (gdzie E jest natężeniem pola istniejšcego pomiędzy płytkami), skierowana ku górze lub dołowi zależnie od kierunku pola. Millikan założył, że efekty brzegowe występujšce przy brzegach płyt można pominšć. Różnice potencjałów na płytkach, która decyduje o natężeniu pola, naukowiec mógł zmieniać przy pomocy dzielnika napięć Gdy nie istnieje pole elektryczne kropla spada ze stałš prędko�ciš v0 zależnš od oporu o�rodka. Zgodnie ze wzorem Stokesa v0 zależy od promienia a, gęsto�ci kropli f, natężenia pola grawitacyjnego g, gęsto�ci o�rodka f1 i jego lepko�ci x:

v0 = (2/9)*(g*a2*(f-f1))/x (1)

lub

v0 = k*m*g
(2)
gdzie k jest dla danej kropli wielkościš stałš:

k = v0/(m*g) (3)

Jeżeli przyłoży się pole elektryczne takie, aby siła pochodzšca od niego zwiększała prędkość kropli, to prędkość ta v1 będzie wynosić:

v1 = k*(m*g + E*q) (4)
1 5 1
2009-10-18T22:07:10+02:00
Omówienie doświadczenia Millikana:
Każdy ładunek elektryczny, jaki występuje składa się zawsze z całkowitej liczby pewnych najmniejszych ładunków, które nazywamy ładunkami elementarnymi.
Wyznaczeniem ładunku elementarnego zajął się R.A. Millikan

Drobniutkie, o mikroskopijnych rozmiarach, kropelki oleju rozpyla się do zamkniętego pojemnika zawierającego powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym. Niektóre z tych kropelek elektryzują się przez tarcie podczas rozpylania. Jeżeli taka naelektryzowana kropelka dostanie się między płytki naładowane różnoimiennie ( kondensator), to można ją obserwować przez mikroskop. Gdy płytki są naładowane, obojętne elektrycznie kropelki oleju opadają i giną z pola widzenia mikroskopu. Natomiast kropelki naładowane, w zależności od posiadanego ładunku, mogą opadać szybciej lub wolniej niż kropelki elektrycznie obojętne. Spowodowane to jest działaniem pola elektrycznego na ładunki niesione przez krople.
Regulując odpowiednio napięcie przyłożone do płytek można tak dobrać natężenie pola między nimi, by kropelka była nieruchoma. Wtedy siła elektryczna działająca na kroplę i siła przyciągania grawitacyjnego są sobie równe fe=fg
wzór na ładunek elementarny:
q=m x g pod kreską ułamkową E

Millikan Potrafił także, przez oświetlenie kropelek promieniem rentgenowskim, zmienić ich ładunki i w ten sposób badać wielkości różnych ładunków.
Doświadczenie Millikana było dowodem, że ładunek ma strukturę kwantową (ziarnistą), a ładunek elementarny jest najmniejszym ziarnem (kwantem) ładunku elektrycznego.












1 5 1