Millikano aliejaus lašų eksperimentas

Theresa Knott / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Roberto Millikano aliejaus lašo eksperimentas išmatavo įkrovą elektronas . Eksperimentas buvo atliktas purškiant aliejaus lašelių rūką į kamerą virš metalinių plokščių. Alyvos pasirinkimas buvo svarbus, nes dauguma alyvų išgaruodavo veikiant šviesos šaltinio šilumai, todėl lašo masė keisdavo viso eksperimento metu. Alyva, skirta vakuuminiam naudojimui, buvo geras pasirinkimas, nes jos garų slėgis buvo labai žemas. Alyvos lašeliai gali būti elektriškai įkrauti dėl trinties, kai jie buvo purškiami per antgalį, arba jie gali būti įkrauti veikiant juos jonizuojant. radiacija . Įkrauti lašeliai patektų į tarpą tarp lygiagrečių plokščių. Valdant elektrinį potencialą per plokštes, lašeliai pakils arba nukris.

Eksperimento skaičiavimai

F_d= 6 ankstesnis₁

kur r yra kritimo spindulys, η yra oro klampumas ir v₁yra galutinis kritimo greitis.

Alyvos lašo svoris W yra tūris V, padaugintas iš tankio ρ ir pagreičio dėl gravitacijos g.

Tariamasis oro kritimo svoris yra tikrasis svoris, atėmus pakilimą (lygus oro svoriui, kurį išstumia alyvos lašas). Jei manoma, kad kritimas yra visiškai sferinis, tada galima apskaičiuoti tariamąjį svorį:

W = 4/3 πr³g (p - p_oro)

Kritimas negreitėja esant galiniam greičiui, todėl visa jį veikianti jėga turi būti lygi nuliui, kad F = W. Esant šiai sąlygai:

r^du= 9ηv₁/ 2g (r - r_oro)

r apskaičiuojamas, kad būtų galima išspręsti W. Įjungus įtampą, kritimo elektrinė jėga yra:

F_IR= qE

kur q yra alyvos lašo krūvis, o E yra elektrinis potencialas skersai plokščių. Lygiagrečioms plokštėms:

E = V/d

čia V – įtampa, o d – atstumas tarp plokščių.

Mokestis ant lašo nustatomas didinant Įtampa šiek tiek, kad alyvos lašas pakiltų greičiu v_du:

qE – W = 6ankst_du

qE – W = Wv_du/in₁