Măsurarea sarcinii electrice

Măsurarea sarcinii electrice. experiență Millikan

Una dintre constantele fundamentale ale fizicii - sarcina electrică elementară. Este o cantitate scalară care caracterizează capacitatea organismelor fizice de a participa la interacțiunea electromagnetică.

sarcină electrică elementară este considerat a fi cel mai puțin sarcina pozitivă sau negativă, care nu poate fi divizat. Valoarea sa este egală cu magnitudinea taxei de electroni.

Că orice sarcină electrică în mod natural este întotdeauna un număr întreg de sarcini elementare din 1752 a sugerat un politician bine-cunoscut Benjamin Franklin, om politic și diplomat, și implicat în mai multe activități de cercetare și inovare, primul american care a devenit membru al Academiei Române de Științe.

Franklin Dacă ipoteza este adevărată, iar sarcina electrică a oricărui organism sau sisteme de organismele însărcinate constă dintr-un număr de taxe elementare, această taxă poate fi modificată în trepte printr-o valoare cu taxe întreg de electroni.

acesta a fost primul pentru a confirma, și destul de a determina cu exactitate taxa de electroni experimentat de un om de știință american, profesor, Universitatea din Chicago, Robert Millikan.

experiență Millikan

Experiența de conducere Millikan

Prima sa experienta cu celebrul ulei de picături Millikan petrecut în 1909, împreună cu asistentul său Harvey Fletcher. Se spune că prima experiență a planificat să facă cu picături de apă, dar au dispărut în câteva secunde, ceea ce nu a fost suficient de clar pentru a obține rezultatul. Apoi Milliken Fletcher a trimis la farmacie, unde a cumparat o sticla cu pulverizator și flacon de ulei timp de ore. Asta a fost suficient pentru a experimenta succesul. Ulterior Milliken a primit Premiul Nobel pentru ea, și Fletcher doctorat.

Care este experimentul Millikan a constat?

picăturii electrificate de ulei sub influența gravitației cade între două plăci metalice. Dar dacă între ele pentru a crea un câmp electric, se va păstra de la care se încadrează picăturii. Prin măsurarea intensității câmpului electric, poate determina taxa picăturii.

Două plăci metalice ale experimentatorii condensator poziționate în interiorul vasului. La aceasta s-introdus prin pulverizare picături fine de ulei care devin încărcate negativ în timpul pulverizării, ca rezultat al frecării aerului.

În absența unui câmp electric picătura cade

Sub influența gravitației Fw = mg picăturile încep să cadă în jos. Dar, din moment ce acestea nu sunt într-un vid, ci într-un mediu care îi împiedică să cadă liber rezistența aerului Fres = 6πηrv 0. unde η - vâscozității aerului. Când Fw și Fres contrabalansat toamna devine uniform cu viteza v 0. Prin măsurarea această viteză, savantul a determinat raza de picătură.

Picăturii de „float“, sub influența unui câmp electric

Dacă în momentul în care picăturile cad pe tensiunea de placă a fost aplicată, astfel încât placa superioară a primit o sarcină pozitivă și negativă mai scăzută, scăderea sa oprit. Lăsă câmpul electric rezultate. picături Ca atârnă. Acest lucru a avut loc atunci când forța Fr echilibrat de o forță exercitată de câmpul electric Fr = eE,

unde Fr - forța rezultantă gravitației și forța lui Arhimede.

Deci, cum să se asigure că picătura lung a rămas staționară, a fost foarte dificil, Millikan și Fletcher au creat un câmp în care picătura după oprirea a început să urce la o viteză v foarte mică. În acest caz,

Experimentele au fost repetate de mai multe ori. Incarcatura de picaturi raportate raze ultraviolete lor iradiază sau instalare. Dar de fiecare dată taxa totală scăderea a fost întotdeauna egală cu mai multe taxe elementare.

In 1911 g. Milliken a constatat că cantitatea de încărcare de electroni este 1.5924 (17) x 10 -19 Cl. Omul de știință a făcut o greșeală cu doar 1%. Modern valoarea sa este 1.602176487 (10) x 10 -19 Cl.

Joffe experiență

Avram Fodorovich Ioffe

Trebuie să spun că aproape simultan cu Milliken, dar independent de aceasta, experimente similare efectuate fizicianul român Abram Fedorovich Ioffe. Configurarea lui experimentală a fost similară cu instalarea Millikan. Dar din vasul a fost evacuat, și a fost evacuat. În loc de picăturile de ulei Ioffe folosite particule fine de zinc încărcat. mișcarea lor a fost observată la microscop.

3 - placă metalică

5 - emitor ultraviolete

Sub acțiunea câmpului electrostatic zinc mote picătură angajată. Odată ce particulele de praf de gravitație a devenit egală cu forța exercitată pe ea de scăderea câmpului electric oprit. În timp ce taxa de particule de praf nu a schimbat, ea a continuat să stea nemișcat. Dar, în cazul în care a lucrat cu lumină ultravioletă, taxa sa scade, iar soldul a fost deranjat. Ea a fost început să scadă din nou. Apoi, cantitatea de încărcare mai mare pe plăci. Prin urmare, câmpul electric este crescut, iar scadea din nou oprit. Așa a făcut de câteva ori. Ca rezultat, am constatat că de fiecare dată când particulele de praf de încărcare a variat de un multiplu al valorii unitare a taxei de particule.

Amploarea taxei particulei Ioffe necalculat. Dar, după ce a petrecut o experiență similară în 1925 cu fizicianul NI Dobronravov modificând ușor instalație pilot a fost utilizat în loc de zinc si bismut motes, a confirmat teoria efectului fotoelectric.