Mivel mért töltés elektron
Eddig azt feltételeztük, hogy a minimális létezik a természetben elektromos töltés - töltés az elektron (vagy ezzel egyenértékű egy proton) ismert, és hogy sikerült valahogy számítani. Most akkor visszatér erre a kérdésre, hogy a kísérlet az amerikai Milliken, valóban nagyon eredeti és rendkívül egyszerű. Meglepő módon azt, hogy a segítségével találták a tapasztalat nem csak nem tudta bizonyítani, hogy létezik a legkisebb elektromos töltés, hanem pontosan kiszámítani meg! És ez 1909-ben - az a század elején, amikor a technológiai szint megérteni, mi volt az ...
Kíváncsi vagyok. Millikan jött ezzel. Egyes fényképezőgép ő zsákállatok ki a hagyományos permetező perces részecskék az olaj. Az egyik nyomja a kart - és a kamera több száz apró buborékok. Annyira kicsi, hogy esik lassan lefelé ellenállását legyőzve a levegőben. Először is gyorsítják a lehető legnagyobb sebességgel, és minél gyorsabban esnek, annál nagyobb a súrlódási erő a levegő, és egy pár másodperc múlva már kezdenek csökkenni, állandó sebességgel - ahogy ez általában minden test tartozó egyes gáznemű vagy folyékony közegben. Ha kiugrik egy repülőgépből, az első felgyorsul, végül elkezdenek repülni állandó sebességgel.
Hamarosan olajcseppek eléri az alsó kamra. És ott - a lyukat. Kis. Nem kap minden száz cseppek, és csak tíz. De mögöttük kényelmes megfigyelni mikroszkópon keresztül (!), Amely beépül az üvegfalon az alsó kamrába. Egy alsó kamra minden mást elrendezve ügyesen - annak mennyezet és padló képeznek kondenzátor lemezek alatt, azaz, más szóval, ebben az alsó kamra egy elektromos mező függőlegesen.
Azt már tudjuk, hogy mi történik, ha létrehoz közötti súrlódás gyapjúszövet és üvegpálcával - lesz az elektromos töltés. Amikor egy injekciót cseppek ebben a folyamatban is van az olaj súrlódása a kapilláris falán, és néhány apró cseppek villamosított, hogy van, hogy egy negatív elektromos töltés (emlékszünk, hogy mi lehet választani dörzsöli egymást anyag, hogy mi lesz a díj szükséges aláírására - plusz vagy mínusz, és most kell dobni már negatív töltésű).
Ezért amikor bekapcsolja az elektromos mező az alsó kamrában, azok cseppek, amelyek nem villamosított, csendesen esik a földre, és menjen feledésbe. De ha egy ilyen cseppecskék villamosított, akkor beállításával az elektromos mező lehetséges induljon el. Ha az elektromos kerül szemben a gravitációs erő, a csepp esik lassabban vagy egyáltalán nem megy fel.
Ilyen környezetben egy csepp látható legalább egy pár órát - éppen időben, hogy növelje vagy csökkentse a területen, amint a csepp kezdi közelíteni a mennyezetre vagy a padlón. A mikroszkóp segítségével könnyen mérni az átmérője a csepp, majd térfogatának kiszámítása. Ismerve a sűrűsége az olaj, kiszámítjuk a tömeg csökken megszorozzuk a sűrűség térfogat.
Először kapcsolja ki a pályáról. Néhány másodperc múlva egy csepp eléri a maximális sebességet, és ez kezd egy állandó sebességgel esik le. Állandó sebességgel, és azt jelenti, hogy a vonzóerő egyensúlyba hozott levegő súrlódási erő és a teljes aktív erő nulla.
Honnan tudjuk, hogy ha a test nincs erő (vagy - ami ugyanaz, mintha minden erő a testre ható kiegyensúlyozott és kioltják egymást), a test mozog egyenletesen egy egyenes vonal. Ha megnézzük a testet a megfigyelési ponton (vagy a nyelv a fizika, a referenciakeret), ami mozog ugyanabban az állandó sebességgel azonos irányba, a csepp jelenik helyhez. Pihenés és egyenletes mozgás teljesen azonos, mivel függnek - a hivatkozási pont, azt látjuk, egy mozgó (nyugalmi) szervezetben. Ha állni a földön, az erő a Föld gravitációs egyensúlyban rugalmas ereje a földre. Ugyanakkor úgy gondolja, hogy álló helyzetben is. De a szempontból egy elhaladó autó, akkor mozog. Mindkét álláspont igaz. Ha az erők, amelyek a test nincs egyensúlyban, akkor a test mozog hatása alatt összegező erők (nem nulla), akkor ott fog mozogni gyorsulás. Ha megnyomom a kocsit, és ez így megy állandó sebességgel, majd az erő, amellyel én álljon neki, és a súrlódási erő a kerekek a talajon kioltják egymást - a végén a kocsi megy állandó sebességgel. Az ügy a csepp azonos: az erő a Föld gravitációs egyensúlyi állapotát súrlódás a levegő, és ennek eredményeként a csepp elkezdett mozogni állandó sebességgel. Egy másik példa: ha húzva maga mögött a szán, és ezek könnyen csúszik a hó (a súrlódási erő kicsi), akkor mindaddig, amíg erőt fejt ki, szánkót felgyorsul - az elvégzett munka az Ön által átalakul mozgási energiája a szán, csak részleges kiadások legyőzni súrlódás, a sebesség növekszik, és ez azt jelenti, hogy mozog a gyorsulás. Tehát: ha a kapott minden erő a testet érő nullával egyenlő, a test mozog egyenletesen egy egyenes vonal (vagy a többi), és ha az eredő erő nem nulla, a test felgyorsul.
Ezért, ha a csepp esik egyenletesen, vagyis állandó sebességgel, így az erő a vonzás a Föld, amelynek kiszámítása az f = mg (itt «g» - Föld gravitációs gyorsulás egyenlő körülbelül 9,8) egyensúlyozzuk ki az erő a légellenállás, amely számolható képlet szerint F = av. Ebben a képletben «v» - az a sebesség, amellyel a részecske mozog, és „a” - egy együtthatóval, amely attól függ, hogy a viszkozitás a levegő és a cseppek méretét. Minél nagyobb a viszkozitása levegő, annál erősebb az ellenállás. Ugyanez történik, ha a megnövekedett cseppméret - levegő súrlódás növeli, és ereje a légellenállás növekedni fog megfelelően. Egyenlővé a két jobb oldalán, megkapjuk a kifejezést „a”: a = mg / v Mass már tudjuk, és a sebesség könnyen kiszámítható ugyanazt a mikroszkóp és előzetes mikrodeleny lerakódik a oldalfala az alsó kamra. Tehát arány kiszámítására azt szeretné, hogy az „a”. És szüksége volt velünk, mert most már tartalmazni fogja végül az elektromos mező, és ez egy erő csepp vált egyenletesen emelkedik fel! És amikor a egyenletes mozgás elérésekor, az azt jelenti, hogy egy egyensúlyi három erő: a súrlódási erő, a gravitáció és az ütközési erő az elektromos mező a csepp. Nehéz boronák csepp felfelé irányuló levegő ellenáll, azaz a rezisztencia, erő lefelé irányul, és a lefelé irányuló erő a gravitáció. A kifejtett erő a töltés az elektromos mező által kiszámított képlet: F = qE, ahol «Q» - nagyságát csepp töltés és «E» - térerősség.
Kapunk: qE = mg + av, és így: Q = (mg + av) / E
Mi lehet tölteni egy csomó időt ezeket a méréseket ugyanazon a csepp, és ennek eredményeként számolunk nagy pontossággal a kezdeti töltési a csepp. De akkor nem dobja ez a csökkenés, csináljunk vele valami mást - mi sugárzunk a levegőt a kamrában egy speciális nagy energiájú sugárzás, mint az X-sugarak (többet tanulunk - mi az). Hatása alatt a röntgensugárzás a kamrában a levegő kezd ionizáltak, azaz bizonyos atomok porlasztott elektronok levegőt, és a levegő kezd viselni a pozitív ionok. Természetesen a negatív töltésű cseppek fogja vonzani a pozitív ionokat és ragaszkodni fog hozzá. Egy idő után fogjuk ismételni a mérést, és szerezzen be egy új díj összegét. És így sokszor egy csepp olajat, a másik, egy csepp víz, glicerin, higany, görögdinnye zselé és így tovább.
Milliken kipróbált és tette mindezt. Őszintén szólva, én nem tudom, hol van a görögdinnye zselé, és ha ő összekeverjük az esélye burgonya leve, de amikor Millikan számított a különbség a kapott érték a díjat, ő talált meg, miután egy számológéppel, hogy minden megváltozik, a díjak mindig többszöröse az azonos értéke: 1,6 × 10 -19 Cl. (Legyen a fold - olyan egyenletesen osztható például ez az érték 3, 6, 9 és 264 többszörösei három.).
A következtetés nyilvánvaló Milliken, és számunkra, és amikor rohant a cellájába, hogy hívja fel a boldogság professzor a görög, az izgalom érthető - kinyitotta a legkisebb része az elektromos töltés - ő fedezte fel az elektront.
Persze, számológépek, és a mobiltelefonok nem létezik - ez egy vicc, de a görög - ez nem vicc, és ez - olvassa el a következő szakaszt.