Millikan Oil Drop Experiment

Theresa Knott / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Robert Millikans oljedråpeeksperiment målte ladningen til elektron . Eksperimentet ble utført ved å sprøyte en tåke av oljedråper inn i et kammer over metallplatene. Valget av olje var viktig fordi de fleste oljer ville fordampe under varmen fra lyskilden, noe som fikk dråpen til å endre masse gjennom hele forsøket. Olje for vakuumapplikasjoner var et godt valg fordi den hadde et veldig lavt damptrykk. Oljedråper kan bli elektrisk ladet gjennom friksjon når de ble sprayet gjennom dysen, eller de kan lades ved å utsette dem for ionisering stråling . Ladede dråper ville komme inn i rommet mellom de parallelle platene. Kontroll av det elektriske potensialet over platene vil føre til at dråpene stiger eller faller.

Beregninger for eksperimentet

F_d= 6 forrige₁

der r er dråperadius, η er viskositeten til luft og v₁er slutthastigheten til dråpen.

Vekten W til oljedråpen er volumet V multiplisert med tettheten ρ og akselerasjonen på grunn av tyngdekraften g.

Den tilsynelatende vekten av luftfallet er den sanne vekten minus oppturen (lik vekten av luften som fortrenges av oljedråpen). Hvis fallet antas å være perfekt sfærisk, kan den tilsynelatende vekten beregnes:

B = 4/3 πr³g (p - s_luft)

Fallet akselererer ikke ved terminalhastighet, så den totale kraften som virker på den må være null slik at F = W. Under denne betingelsen:

r^to= 9ηv₁/ 2g(r - r_luft)

r beregnes slik at W kan løses. Når spenningen slås på er den elektriske kraften på dråpen:

F_OG= qE

hvor q er ladningen på oljedråpen og E er det elektriske potensialet over platene. For parallelle plater:

E = V/d

hvor V er spenningen og d er avstanden mellom platene.

Ladningen på dråpen bestemmes ved å øke Spenning litt slik at oljedråpen stiger med hastighet v_to:

qE - W = 6prev_to

qE - W = Wv_to/i₁