Find ud af, hvad Millikan-eksperimentet er

Det millikan eksperiment eller olie drop eksperiment blev udført af fysikeren Robert Andrews Millikan og Harvey Fletcher i 1909 for at bestemme elektronladning (selvom de i 1911 offentliggjorde en opdateret og forbedret version af eksperimentet initial). Denne oplevelse betragtes stadig i dag som et af de smukkeste eksperimenter i fysik. I denne lektion fra en LÆRER vil vi se hvad er millikan-eksperimentet Kort sagt, hvad Millikan forsøgte at studere, da han rejste det, og hvad han faktisk opdagede. Hvis du vil vide, hvad dette elegante eksperiment består af, læs videre!

Bestem elektronens elektriske ladning Det var afgørende for udviklingen af ​​fysik, da det er en af ​​de grundlæggende konstanter for denne videnskab. Som de fleste opdagelser opdagede Millikan ikke elektrisk ladning natten over, men brugte i stedet den viden og hypoteser, som hans samtidige havde foreslået.

Først og fremmest en britisk fysiker ved navn J. J. Thomson i 1897 havde han demonstreret elektronens ladnings-masseforhold, men ingen af ​​de to separat. Således satte tidens forskere sig på at opdage en af ​​disse to værdier separat (ladning eller masse), da den anden let kunne beregnes ud fra forholdet opdaget af Thomson.

For det andet undrede fysikerne sig over, om den elektriske ladning var en kontinuerlig eller diskret størrelse. En kontinuerlig mængde er en, der har uendelige mellemtilstande, såsom vægt eller højden, at vi kan tage så mange decimaler som det instrument, som vi måler, tillader os. I modsætning hertil er en diskret mængde en, der kan deles op til en begrænset grænse, som ved eksempel på antallet af personer, der deltager i en fest (det kan kun tage heltalsværdier (tyve, femten, et hundrede)). Nogle fysikere, ligesom Edison, mente, at ladningen på elektronen skulle være kontinuerlig, men Millikan troede ellers.

Derfor var målet med Millikans eksperiment beslutte ikke kun værdien af ​​den elektroniske afgift, men også den det var en diskret størrelse.

Betydningen af ​​denne fysiske konstant var så stor, at i 1923 Millikan vandt Nobelprisen i fysik, dels på grund af dette eksperiment og de undersøgelser, hans team udførte ud fra det og på den fotoelektriske effekt.

For at begynde sit eksperiment designede Millikan et apparat med følgende dele:

• Forstøver. Dette instrument tillod Millikan at få meget små dråber olie (i størrelsesordenen mikrometer), der var nødvendige for at hans eksperiment kunne virke.
• Sammensætningskammer kontrolleret for at undgå spredningen af ​​dråberne og interferensen af ​​udeluften.
• To parallelle plader, en positivt ladet, over og en anden negativ, nedenunder. Toppladen har et hul, som oliedråber kan passere igennem, og begge er forbundet med en kontinuerlig strømforsyning på flere tusinde volt.
• Mellem de to parallelle plader satte Millikan en mikroskop at observere faldet af de små dråber.

Millikan kørte olien gennem forstøveren, danner små molekyler. Disse molekyler passerede ind i kammeret og derfra til den positivt ladede plade. Nu måtte de vælge en dråbe at arbejde med. Takket være røntgenstråling blev dråben ladet, da den passerede gennem hullet i den positive plade. Ligesom dråben nåede toppen af ​​hullet dannet af de to plader, forskere justerede det elektriske felt, indtil dråben forblev i ro eller statisk ligevægt. Dette skete, da den elektriske kraft var lige og modsat den tyngdekraft. Denne kraft, der afbalancerede oliedråbens fald, er pr. Definition af samme størrelse og modsat ladning til elektronens ladning.

Så det grundlæggende mål for dette eksperiment var få dråben olie til at flyde, afvejning af tyngdekraften med de elektriske kræfter i det påførte felt.

Ved at gentage dette eksperiment mange gange og med flere dråber i forskellige størrelser, kom Millikan og hans team til det resultat, at den elektriske opladning altid tager en værdi svarende til et heltal multiple af en elementær ladning: den af elektron. Værdien opnået af Millikan og hans team var 1,5924·10^-19 C; denne værdi ligger inden for en procent fejl af den aktuelt accepterede værdi, hvilket er 1,602176487.10^-19 C.

Denne lille fejl antages at skyldes, at Millikan brugte den forkerte viskositetsværdi for atmosfæren inde i kammeret. Desuden viste denne størrelse sig at have en diskret værdi, som Millikan havde forudsagt og i modsætning til hvad han troede Edison.