Az elemi elektromos töltés kísérleti meghatározása (millenikai-Ioffe kísérletek) -
Elmegyünk egy kísérletet az elemi töltés méréséről - egy elektron töltéséről. Mindössze annyit kell értenie, hogy milyen információkkal rendelkezel.
Az elektrontöltés mérésének első legpontosabb kísérleteit 1906-1916-ban végezték el. Amerikai fizikus Robert Millikan (1868-1953) és a tőle független, 1913-ban, a tudósok hazánk Ioffe (1880-1960).
Milliken akkoriban merész feladat volt: az egyes kis cseppek elektromos töltésének mérése. Ioffe számos apró poros cinket és kaplek higanyt mért. Ehhez körülbelül 10 -13 N erősségű erő mérésére volt szükség, amely körülbelül 10-12 g tömegű részecskére hatott.
A Mill-Liquane telepítésének fő része két párhuzamos lemezből állt, amelyek között egy homogén elektromos mezőt hoztak létre. Ezen a területen olajos cseppeket injektáltunk egy permetező segítségével. (Olaj alacsony telített gőz nyomással, és így elpárologtatása cseppecskék VRE-gyűrű tapasztalat lehet figyelmen kívül hagyni.) A teljes berendezést helyeztünk-lábvédo burkolóanyag TEM-mérséklet és a levegő nyomását marad-Valis szigorúan állandó.
Amikor az olajat permetezték, a cseppeket villamossák és mozgatják a gravitáció, az elektromos mező és más erők hatása alatt. A cseppecskék mozgása mögött egy mikroszkópban megfigyelhető egy speciális ablak.
Első mért sebességet u0 folyamatos csökkenése csepp (V0 = const) alatt a gravitációs erő cha-PVG, p0 Vg felhajtóerő és légellenállás erő Fc (itt p - olaj sűrűsége p0 - levegő sűrűsége, és V - mennyisége csepp). Az alacsony fordulatszámú vonóerő közvetlenül arányos a sebességgel: Fc = bv. A b együttható függ a csepp sugarától és a levegő viszkozitásától. Meg lehet határozni.
Ezután az elektromos mező jön létre a lemezeket, fogása egy csepp lyavshee emelkedik fel, mért sebességet v és meghatározzák a mozgás-shegosya cseppek hatására a mező-nyek. Mivel állandó sebességgel az összeg az összes erők nulla, az első esetben a sebesség v0 cseppek határozza meg az egyenlet
Amikor az olajcseppeket röntgensugárral besugározzuk, a cseppecskék sebességének hirtelen változása észlelhető elektromos mezőben. Ez azt jelezte, hogy a cseppecskék töltete a röntgensugarak hatása alatt gyorsan megváltozott. X-sugarakat ástak az egyes elektronok cseppjeiből.
Az elektron töltése megfelel a csepp q töltésének minimális értékével, amelyet a (3) képlet határoz meg. Számos kísérlet eredményeként a Millikan az elektron töltés értékére jött: e = 1,6 # 8729, 10 -19 Cl. A modern adatok szerint az elemi szekvencia értéke:
e = 1,6021892 # 8729; 10 -19 Cl.
Az utolsó két karakter pontossága ± 46 pontossággal történik.
Az elemi elektromos töltés legpontosabb értékeit úgy kapjuk meg, hogy megfigyeljük az elektromos töltésű olajcseppek mozgását.
