Finden Sie heraus, was das Millikan-Experiment ist

Das Millikan-Experiment oder Öltropfenexperiment wurde 1909 von den Physikern Robert Andrews Millikan und Harvey Fletcher durchgeführt, um die Elektronenladung (obwohl sie 1911 eine aktualisierte und verbesserte Version des Experiments veröffentlichten Initiale). Dieses Erlebnis gilt noch heute als eines der schönsten Experimente der Physik. In dieser Lektion von einem LEHRER werden wir sehen Was ist das Millikan-Experiment? Einfach gesagt, was Millikan zu studieren versuchte, als er es aufzog und was er tatsächlich entdeckte. Wenn Sie wissen möchten, woraus dieses elegante Experiment besteht, lesen Sie weiter!

Bestimmen Sie die elektrische Ladung des Elektrons Sie war für die Entwicklung der Physik von entscheidender Bedeutung, da sie eine der grundlegenden Konstanten dieser Wissenschaft ist. Wie die meisten Entdeckungen entdeckte Millikan die elektrische Ladung nicht über Nacht, sondern nutzte die Erkenntnisse und Hypothesen seiner Zeitgenossen.

Zuallererst hat ein britischer Physiker namens J. J.

Thomson 1897 hatte er die Ladungs-Masse-Beziehung des Elektrons nachgewiesen, aber keines von beiden getrennt. So machten sich die damaligen Forscher daran, einen dieser beiden Werte getrennt zu entdecken (Ladung oder Masse), da die andere leicht aus der von. gefundenen Beziehung berechnet werden könnte Thomson.

Zweitens fragten sich die Physiker, ob die elektrische Ladung a kontinuierliche oder diskrete Größe. Eine stetige Größe hat unendliche Zwischenzustände wie Gewicht oder die Höhe, die wir so viele Nachkommastellen annehmen können, wie es das Instrument, mit dem wir messen, zulässt. Im Gegensatz dazu ist eine diskrete Größe eine Größe, die bis zu einem endlichen Grenzwert geteilt werden kann, da durch Beispiel die Anzahl der Personen, die an einer Party teilnehmen (es können nur ganzzahlige Werte (zwanzig, fünfzehn, einhundert)). Einige Physiker wie Edison glaubten, dass die Ladung des Elektrons kontinuierlich sein sollte, aber Millikan glaubte anders.

Daher war das Ziel von Millikans Experiment entscheiden nicht nur der Wert der elektronischen Ladung, sondern auch das es war eine diskrete Größe.

Die Bedeutung dieser physikalischen Konstante war so groß, dass 1923 Millikan, erhielt den Nobelpreis für Physik, zum Teil wegen dieses Experiments und der Studien, die sein Team daraus und zum photoelektrischen Effekt durchgeführt hat.

Um sein Experiment zu beginnen, entwarf Millikan eine Apparatur mit dem folgende Teile:

• Zerstäuber. Dieses Instrument ermöglichte es Millikan, sehr kleine Öltropfen (in der Größenordnung von Mikrometern) zu gewinnen, die für das Funktionieren seines Experiments erforderlich waren.
• Kompositionskammer kontrolliert, um die Verteilung der Tropfen und die Störung der Außenluft zu vermeiden.
• Zwei parallele Platten, eine positiv geladen, oben und eine andere negativ, unten. Die obere Platte hat ein Loch für Öltröpfchen und beide sind mit einer Dauerstromversorgung von mehreren tausend Volt verbunden.
• Zwischen die beiden parallelen Platten legte Millikan ein Mikroskop um die kleinen Tropfen fallen zu sehen.

Millikan ließ das Öl durch den Zerstäuber laufen, kleine Moleküle bilden. Diese Moleküle gelangten in die Kammer und von dort zur positiv geladenen Platte. Jetzt mussten sie einen Tropfen auswählen, mit dem sie arbeiten wollten. Dank der Röntgenbestrahlung wurde der Tropfen aufgeladen, als er durch das Loch in der positiven Platte ging. Gerade als der Tropfen die Spitze der Lücke erreichte, die von den beiden Platten gebildet wurde, Forscher passten das elektrische Feld an, bis der Tropfen in Ruhe blieb oder statisches Gleichgewicht. Dies geschah, wenn die elektrische Kraft der Gravitation gleich und entgegengesetzt war. Diese Kraft, die den Fall des Öltröpfchens ausgleicht, ist definitionsgemäß von der gleichen Größe und der Ladung des Elektrons entgegengesetzt geladen.

Das grundlegende Ziel dieses Experiments war also Lass den Öltropfen schweben, Ausgleich der Schwerkraft mit den elektrischen Kräften des angelegten Feldes.

Durch mehrfaches Wiederholen dieses Experiments und mit mehreren Tropfen unterschiedlicher Größe kamen Millikan und sein Team zu dem Ergebnis, dass die elektrische Ladung immer eine Wert gleich einem ganzzahligen Vielfachen einer Elementarladung: das von Elektron. Der von Millikan und seinem Team erzielte Wert war 1,5924·10^-19 C; dieser Wert liegt innerhalb eines Prozentfehlers vom aktuell akzeptierten Wert, der 1,602176487.10^-19 C.

Es wird angenommen, dass dieser kleine Fehler darauf zurückzuführen ist, dass Millikan den falschen Viskositätswert für die Atmosphäre in der Kammer verwendet hat. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass diese Größe einen diskreten Wert hatte, wie Millikan vorhergesagt hatte und im Gegensatz zu seiner Meinung Edison.