Aflați ce este experimentul Millikan

experimentul millikan sau experiment de picătură de ulei a fost efectuat de către fizicianul Robert Andrews Millikan și Harvey Fletcher în 1909 pentru a determina taxa electronică (deși în 1911 au publicat o versiune actualizată și îmbunătățită a experimentului iniţială). Această experiență este considerată și astăzi drept unul dintre cele mai frumoase experimente din fizică. În această lecție de la un PROFESOR vom vedea ce este experimentul Millikan Mai simplu spus, ce a încercat Millikan să studieze când a crescut-o și ce a descoperit de fapt. Dacă doriți să știți în ce constă acest elegant experiment, citiți mai departe!

Determinați sarcina electrică a electronului A fost vital pentru dezvoltarea fizicii, deoarece este una dintre constantele fundamentale ale acestei științe. Ca majoritatea descoperirilor, Millikan nu a descoperit sarcina electrică peste noapte, ci a folosit în schimb cunoștințele și ipotezele propuse de contemporanii săi.

În primul rând, un fizician britanic pe nume J. J.

Thomson în 1897 a demonstrat relația sarcină-masă a electronului, dar niciuna dintre cele două separat. Astfel, cercetătorii vremii și-au propus să descopere separat una dintre aceste două valori (sarcină sau masă), deoarece cealaltă ar putea fi ușor calculată din relația descoperită de Thomson.

În al doilea rând, fizicienii s-au întrebat dacă sarcina electrică a fost una magnitudine continuă sau discretă. O cantitate continuă este una care are infinite stări intermediare, cum ar fi greutatea sau înălțimea, că putem lua cât mai multe zecimale pe cât ne permite instrumentul cu care măsurăm. În schimb, o cantitate discretă este una care poate fi împărțită până la o limită finită, ca de de exemplu numărul de persoane care participă la o petrecere (poate lua doar valori întregi (douăzeci, cincisprezece, o sută)). Unii fizicieni, precum Edison, credeau că încărcătura de pe electron ar trebui să fie continuă, dar Millikan credea altfel.

Prin urmare, scopul experimentului lui Millikan a fost decide nu numai valoarea taxei electronice, ci și aceea era o magnitudine discretă.

Importanța acestei constante fizice a fost atât de mare încât în ​​1923, Millikan, a câștigat Premiul Nobel pentru fizică, în parte datorită acestui experiment și studiilor pe care echipa sa le-a efectuat din acesta și asupra efectului fotoelectric.

Pentru a-și începe experimentul, Millikan a proiectat un aparat cu următoarele părți:

• Pulverizator. Acest instrument i-a permis lui Millikan să obțină picături foarte mici de ulei (de ordinul micrometrilor), necesare pentru ca experimentul său să funcționeze.
• Camera de compoziție controlate, pentru a evita dispersia picăturilor și interferența aerului exterior.
• Două plăci paralele, unul încărcat pozitiv, deasupra și altul negativ, dedesubt. Placa superioară are o gaură pentru trecerea picăturilor de ulei și ambele sunt conectate la o sursă de alimentare continuă de câteva mii de volți.
• Între cele două plăci paralele, Millikan a pus un microscop pentru a privi căderea picăturilor mici.

Millikan a trecut uleiul prin sticla de pulverizare, formând molecule mici. Aceste molecule au trecut în cameră și de acolo la placa încărcată pozitiv. Acum trebuiau să aleagă o picătură cu care să lucreze. Datorită iradierii cu raze X, picătura s-a încărcat când a trecut prin orificiul din placa pozitivă. La fel cum picătura a ajuns în partea de sus a decalajului format de cele două plăci, cercetătorii au ajustat câmpul electric până când picătura a rămas în repaus sau echilibru static. Acest lucru s-a întâmplat când forța electrică a fost egală și opusă celei gravitaționale. Această forță care a echilibrat căderea picăturii de ulei este, prin definiție, de aceeași magnitudine și sarcină opusă sarcinii electronului.

Deci scopul de bază al acestui experiment a fost face ca picătura de ulei să plutească, echilibrarea forței gravitaționale cu forțele electrice ale câmpului aplicat.

Repetând acest experiment de multe ori și cu mai multe picături de diferite dimensiuni, Millikan și echipa sa au ajuns la rezultatul că sarcina electrică ia întotdeauna o valoare egală cu un multiplu întreg al unei sarcini elementare: cea a electron. Valoarea obținută de Millikan și de echipa sa a fost 1,5924·10^-19 C; această valoare se află la o eroare de un procent din valoarea acceptată în prezent, care este 1,602176487.10^-19 C.

Se crede că această mică eroare se datorează faptului că Millikan utilizează valoarea greșită a vâscozității pentru atmosfera din interiorul camerei. Mai mult, această magnitudine s-a dovedit a avea o valoare discretă, așa cum a prezis Millikan și contrar a ceea ce el credea Edison.