Ta reda på vad Millikan-experimentet är

De millikan experiment eller oljedroppsexperiment utfördes av fysikern Robert Andrews Millikan och Harvey Fletcher 1909 för att bestämma elektronladdning (även om de 1911 publicerade en uppdaterad och förbättrad version av experimentet första). Denna upplevelse betraktas fortfarande idag som ett av de vackraste experimenten inom fysik. I den här lektionen från en LÄRARE kommer vi att se vad är Millikan-experimentet Enkelt uttryckt, vad Millikan försökte studera när han tog upp det och vad han faktiskt upptäckte. Om du vill veta vad detta eleganta experiment består av, läs vidare!

Bestäm elektronens elektriska laddning Det var viktigt för fysikens utveckling eftersom det är en av de grundläggande konstanterna för denna vetenskap. Liksom de flesta upptäckter upptäckte Millikan inte elektrisk laddning över natten utan använde istället kunskap och hypoteser som hans samtida föreslog.

Först och främst en brittisk fysiker vid namn J. J. Thomson 1897 hade han visat elektronens laddnings-massförhållande, men ingen av de två separat. Således bestämde sig tidens forskare för att upptäcka ett av dessa två värden separat (laddning eller massa), eftersom den andra lätt kunde beräknas utifrån förhållandet som upptäcktes av Thomson.

För det andra undrade fysikerna om den elektriska laddningen var en kontinuerlig eller diskret storlek. En kontinuerlig kvantitet är en som har oändliga mellanliggande tillstånd, såsom vikt eller höjden, så att vi kan ta så många decimaler som instrumentet som vi mäter tillåter oss. Däremot är en diskret kvantitet en som kan delas upp till en begränsad gräns, som med exempel på antalet personer som deltar i en fest (det kan bara ta heltalsvärden (tjugo, femton, ett hundra)). Vissa fysiker, som Edison, trodde att laddningen på elektronen skulle vara kontinuerlig, men Millikan trodde annars.

Därför var målet för Millikans experiment besluta inte bara värdet på den elektroniska avgiften utan också det det var en diskret storlek.

Betydelsen av denna fysiska konstant var så stor att 1923, Millikan, vann Nobelpriset i fysik, delvis på grund av detta experiment och de studier som hans team genomförde utifrån det och på den fotoelektriska effekten.

För att börja sitt experiment designade Millikan en apparat med följande delar:

• Atomizer. Detta instrument gjorde det möjligt för Millikan att få mycket små droppar olja (i storleksordningen mikrometer), nödvändigt för att hans experiment skulle fungera.
• Sammansättningskammare kontrolleras för att undvika spridning av dropparna och störning av utomhusluften.
• Två parallella plattor, en positivt laddad, ovanför, och en annan negativt, nedanför. Topplattan har ett hål för oljedroppar att passera genom och båda är anslutna till en kontinuerlig strömförsörjning på flera tusen volt.
• Mellan de två parallella plattorna satte Millikan en mikroskop för att se de små dropparna falla.

Millikan passerade oljan genom sprayflaskan, bildar små molekyler. Dessa molekyler passerade in i kammaren och därifrån till den positivt laddade plattan. Nu var de tvungna att välja en droppe att arbeta med. Tack vare röntgenstrålning blev droppen laddad när den passerade genom hålet i den positiva plattan. Precis när droppen nådde toppen av gapet som bildades av de två plattorna, forskare justerade det elektriska fältet tills droppen förblev i vila eller statisk jämvikt. Detta hände när den elektriska kraften var lika och motsatt den gravitationella. Denna kraft som balanserade oljedroppens fall är per definition av samma storlek och motsatt laddning till elektronens laddning.

Så det grundläggande målet för detta experiment var låt droppen olja flyta, balansera tyngdkraften med de elektriska krafterna i det applicerade fältet.

Genom att upprepa detta experiment många gånger och med flera droppar i olika storlekar kom Millikan och hans team till resultatet att den elektriska laddningen alltid tar en värde lika med en heltalsmultipel av en elementär laddning: det av elektron. Värdet som Millikan och hans team erhöll var 1,5924·10^-19 C; detta värde ligger inom ett procents fel från det för närvarande accepterade värdet, vilket är 1,602176487.10^-19 C.

Detta lilla fel antas bero på att Millikan använde fel viskositetsvärde för atmosfären inuti kammaren. Dessutom visade sig denna storlek ha ett diskret värde, som Millikan hade förutsagt och i motsats till vad han trodde Edison.