Узнайте, что такое эксперимент Милликена

В милликан эксперимент или же эксперимент с каплей масла была проведена физиками Робертом Эндрюсом Милликеном и Харви Флетчером в 1909 году для определения заряд электрона (хотя в 1911 г. опубликовали обновленную и улучшенную версию эксперимента исходный). Этот опыт до сих пор считается одним из самых красивых экспериментов в физике. В этом уроке УЧИТЕЛЯ мы увидим что такое эксперимент Милликена Проще говоря, что Милликен пытался изучить, когда поднял это, и что он на самом деле обнаружил. Если вы хотите узнать, из чего состоит этот элегантный эксперимент, читайте дальше!

Определить электрический заряд электрона. Это было жизненно важно для развития физики, так как это одна из фундаментальных констант этой науки. Как и большинство открытий, Милликен не обнаружил электрический заряд в одночасье, а вместо этого использовал знания и гипотезы, предложенные его современниками.

Во-первых, британский физик Дж. Дж. Томсон в 1897 году он продемонстрировал соотношение заряда и массы электрона, но ни одно из двух по отдельности. Таким образом, исследователи того времени намеревались открыть отдельно одну из этих двух ценностей. (заряд или масса), так как другое можно легко вычислить из отношения, обнаруженного Томсон.

Во-вторых, физики задавались вопросом, был ли электрический заряд непрерывная или дискретная величина. Непрерывная величина - это величина, имеющая бесконечные промежуточные состояния, такие как вес или высота, которую мы можем принять столько десятичных знаков, сколько позволяет инструмент, с помощью которого мы измеряем. Напротив, дискретная величина - это та, которую можно разделить до конечного предела, например пример количества людей, которые посещают вечеринку (может принимать только целые значения (двадцать, пятнадцать, сто)). Некоторые физики, такие как Эдисон, считали, что заряд электрона должен быть непрерывным, но Милликен считал иначе.

Следовательно, целью эксперимента Милликена было решать не только стоимость электронного заряда, но и то, что это была дискретная величина.

Значение этой физической постоянной было настолько велико, что в 1923 г. Милликен, лауреат Нобелевской премии по физикеОтчасти благодаря этому эксперименту и исследованиям, которые его команда провела на его основе, а также по фотоэлектрическому эффекту.

Чтобы начать свой эксперимент, Милликен сконструировал аппарат с следующие части:

• Распылитель. Этот прибор позволил Милликену получать очень маленькие капли масла (порядка микрометров), необходимые для его эксперимента.
• Композиционная камера контролируется, чтобы избежать рассеивания капель и попадания наружного воздуха.
• Две параллельные пластины, один положительно заряжен вверху, а другой отрицательно заряжен внизу. Верхняя пластина имеет отверстие для прохождения масляных капель, и обе они подключены к источнику постоянного напряжения в несколько тысяч вольт.
• Между двумя параллельными пластинами Милликен поместил микроскоп смотреть, как падают маленькие капли.

Милликен пропустил масло через распылитель, формирование небольших молекул. Эти молекулы прошли в камеру, а оттуда на положительно заряженную пластину. Теперь им нужно было выбрать каплю для работы. Благодаря рентгеновскому облучению капля заряжалась, проходя через отверстие в положительной пластине. Как только капля достигла вершины зазора, образованного двумя пластинами, исследователи регулировали электрическое поле до тех пор, пока капля не осталась в покое или статическое равновесие. Это произошло, когда электрическая сила была равна и противоположна гравитационной. Эта сила, уравновешивающая падение масляной капли, по определению имеет такую ​​же величину и заряд, противоположный заряду электрона.

Итак, основная цель этого эксперимента была заставьте каплю масла плавать, уравновешивание силы тяжести с электрическими силами приложенного поля.

Повторяя этот эксперимент много раз и с несколькими каплями разного размера, Милликен и его команда пришли к выводу, что электрический заряд всегда принимает значение, равное целому кратному элементарному заряду: что из электрон. Ценность, полученная Милликеном и его командой, была 1,5924·10^-19 C; это значение находится в пределах одной процентной ошибки от текущего принятого значения, которое составляет 1,602176487.10^-19 C.

Считается, что эта небольшая ошибка связана с тем, что Милликен использовал неправильное значение вязкости для атмосферы внутри камеры. Более того, эта величина оказалась дискретной, как и предсказывал Милликен, и противоречил его мнению. Эдисон.