Finn ut hva Millikan-eksperimentet er

De millikan eksperiment eller olje dråpe eksperiment ble utført av fysikeren Robert Andrews Millikan og Harvey Fletcher i 1909 for å bestemme elektronladning (selv om de i 1911 publiserte en oppdatert og forbedret versjon av eksperimentet første). Denne opplevelsen regnes fortsatt i dag som et av de vakreste eksperimentene i fysikk. I denne leksjonen fra en LÆRER vil vi se hva er Millikan-eksperimentet Enkelt sagt, hva Millikan prøvde å studere da han reiste det og hva han faktisk oppdaget. Hvis du vil vite hva dette elegante eksperimentet består av, kan du lese videre!

Bestem den elektriske ladningen til elektronet Det var viktig for utviklingen av fysikk, siden det er en av de grunnleggende konstantene i denne vitenskapen. Som de fleste funn, oppdaget ikke Millikan elektrisk ladning over natten, men brukte i stedet kunnskap og hypoteser foreslått av hans samtid.

Først av alt, en britisk fysiker ved navn J. J. Thomson i 1897 hadde han demonstrert elektron-ladnings-forholdet, men ingen av de to hver for seg. Dermed satte tidens forskere seg på å oppdage en av disse to verdiene hver for seg (ladning eller masse), siden den andre lett kunne beregnes ut fra forholdet oppdaget av Thomson.

For det andre lurte fysikerne på om den elektriske ladningen var en kontinuerlig eller diskret størrelse. En kontinuerlig mengde er en som har uendelige mellomtilstander, for eksempel vekt eller høyden, at vi kan ta så mange desimaler som instrumentet vi måler tillater oss. Derimot er en diskret mengde en som kan deles opp til en endelig grense, som ved eksempel antall personer som deltar på en fest (det kan bare ta heltallverdier (tjue, femten, ett hundre)). Noen fysikere, som Edison, mente at ladningen på elektronet skulle være kontinuerlig, men Millikan mente noe annet.

Derfor var målet med Millikans eksperiment Bestemme seg for ikke bare verdien av den elektroniske avgiften, men også den det var en diskret størrelse.

Betydningen av denne fysiske konstanten var så stor at i 1923, Millikan, vant Nobelprisen i fysikk, delvis på grunn av dette eksperimentet og studiene teamet hans utførte fra det og på den fotoelektriske effekten.

For å starte eksperimentet designet Millikan et apparat med følgende deler:

• Atomizer. Dette instrumentet tillot Millikan å skaffe veldig små dråper olje (i størrelsesorden mikrometer), nødvendig for at eksperimentet hans skulle fungere.
• Sammensetningskammer kontrollert, for å unngå spredning av dråpene og forstyrrelser av uteluften.
• To parallelle plater, en positivt ladet, over, og en annen negativ, under. Topplaten har et hull som oljedråper kan passere gjennom, og begge er koblet til en kontinuerlig strømforsyning på flere tusen volt.
• Mellom de to parallelle platene satte Millikan en mikroskop å se de små dråpene falle.

Millikan kjørte oljen gjennom forstøveren, danner små molekyler. Disse molekylene passerte inn i kammeret og derfra til den positivt ladede platen. Nå måtte de velge en dråpe å jobbe med. Takket være røntgenstråling ble dråpen ladet da den passerte gjennom hullet i den positive platen. Akkurat da dråpen nådde toppen av gapet som ble dannet av de to platene, forskere justerte det elektriske feltet til dråpen holdt seg i ro eller statisk likevekt. Dette skjedde når den elektriske kraften var lik og motsatt gravitasjonskraften. Denne kraften som balanserte oljedråpens fall er per definisjon av samme størrelse og motsatt ladning til elektronens ladning.

Så det grunnleggende målet for dette eksperimentet var la oljedråpen flyte, balansere tyngdekraften med de elektriske kreftene i det påførte feltet.

Ved å gjenta dette eksperimentet mange ganger og med flere dråper av forskjellige størrelser, kom Millikan og teamet til resultatet at den elektriske ladningen alltid tar en verdi lik et heltallmultipel av en elementær ladning: det av elektron. Verdien oppnådd av Millikan og hans team var 1,5924·10^-19 C; denne verdien ligger innenfor en prosent feil fra den aksepterte verdien, som er 1,602176487.10^-19 C.

Det antas at denne lille feilen skyldes at Millikan brukte feil viskositetsverdi for atmosfæren inne i kammeret. Videre viste denne størrelsen seg å ha en diskret verdi, slik Millikan hadde spådd og i strid med det han trodde Edison.