Der Millikan-Versuch

Physik - simpleclub

12 May 201504:34

Summary

TLDRDer Millikan-Versuch, einst ein Meilenstein in der Physik, ermöglichte es, die elektrische Ladung zu messen. Es nutzte einen Kondensator, Öltröpfchen, die durch Reibung geladen wurden, und ein Mikroskop zur Beobachtung. Durch die Auswirkung von Gewichtskraft, Auftriebskraft und elektrischer Kraft erreichten die Tröpfchen Gleichgewicht. Millikans Experimente führten zur Erkenntnis, dass Ladungen immer ganzzahlige Vielfache der Elementarladung sind. Dieses grundlegende Verständnis der elektrischen Ladung war ein Schlüssel für die Entwicklung der modernen Physik.

Takeaways

🔬 Der Milikan-Versuch wurde entwickelt, um Informationen über die elektrische Ladung zu gewinnen.
🧪 Für den Milikan-Versuch werden ein Plattenkondensator, eine Spannungsquelle, ein Ölzerstäuber und ein Mikroskop benötigt.
💧 Milikan verwendete Öltröpfchen, die in ca. 0,5 Mikrometer große Tropfen zerstäubt wurden und elektrostatisch aufgeladen wurden.
🔋 Die Öltröpfchen wurden in den Kondensator gestreut, und die Spannung wurde so lange erhöht, bis die Tropfen in Gleichgewicht waren.
⚖️ Die Kräfte, die auf die Tröpfchen wirken, sind die Gewichtskraft (FG), die Auftriebskraft (FA) und die elektrische Kraft (FE).
📐 Die Gleichgewichtslage der Tröpfchen kann durch die Gleichung FG = FE + FA beschrieben werden.
🔢 Milikan fand heraus, dass die Ladungen der Öltröpfchen immer ganzzahlige Vielfache einer bestimmten Konstanten waren, die Elementarladung.
🎯 Die Elementarladung, die Milikan entdeckte, beträgt 1,59 x 10^-19 Coulomb, was später präzisiert wurde.
🌟 Der Milikan-Versuch bestätigte, dass Elektronen eine negative und Protonen eine positive Elementarladung besitzen.
📚 Die Erkenntnisse des Milikan-Versuchs waren ein wichtiger Schritt in der Geschichte der Physik und halfen, das Verständnis der elektrischen Ladungen zu vertiefen.

Q & A

Was war das Ziel des Millikan-Versuchs?
-Das Ziel des Millikan-Versuchs war es, Informationen über die elektrische Ladung zu gewinnen.
Welche Geräte werden für den Millikan-Versuch benötigt?
-Für den Millikan-Versuch werden ein Plattenkondensator, eine Spannungsquelle, ein Ölzerstäuber und ein Mikroskop benötigt.
Wie wird Öl in kleinen Tröpfchen zerstäubt?
-Öl wird durch den Ölzerstäuber in ca. 0,5 Mikrometer große Tröpfchen zerstäubt.
Welche Kräfte wirken auf die Öltröpfchen im Kondensator?
-Die Kräfte, die auf die Öltröpfchen wirken, sind die Gewichtskraft, die Auftriebskraft und die elektrische Kraft des Kondensators.
Wie kann man die Gleichgewichtslage der Öltröpfchen im Kondensator erreichen?
-Die Öltröpfchen erreichen die Gleichgewichtslage, wenn die Spannung so hoch ist, dass die elektrische Kraft die Tröpfchen anzieht und sie nicht zu Boden fallen.
Welche Formel wird verwendet, um die elektrische Ladung der Tröpfchen zu berechnen?
-Die Formel zur Berechnung der elektrischen Ladung der Tröpfchen ist \( Q = \frac{4}{3} \pi R^3 \cdot \rho_{\text{Rohöl}} \cdot g \cdot d \cdot \frac{1}{U} \), wobei \( R \) der Radius der Tröpfchen, \( \rho_{\text{Rohöl}} \) die Dichte des Rohöls, \( g \) die Erdbeschleunigung, \( d \) der Abstand der Kondensatorplatten und \( U \) die Spannung ist.
Was fand Millikan heraus, als er die Ladungen der Öltröpfchen vermessen hat?
-Millikan fand heraus, dass Ladungen immer als ganzzahlige Vielfache einer bestimmten Zahl auftreten, die er als die Elementarladung identifizierte.
Wie wird die Elementarladung heute gemessen?
-Heute kann die Elementarladung mit einer Genauigkeit von etwa \( 1,602 \times 10^{-19} \) Coulomb gemessen werden.
Was war der bedeutendste Erkenntnis des Millikan-Versuchs?
-Der bedeutendste Erkenntnis des Millikan-Versuchs war die Bestätigung, dass Ladungen in ganzzahligen Vielfachen der Elementarladung auftreten, was die Existenz von Elektronen und Protonen als Träger von elektrischer Ladung bestätigte.
Wie kann man die Stok-Reibungskraft, die Millikan verwendet hat, um den Radius der Tröpfchen zu bestimmen, beschreiben?
-Die Stok-Reibungskraft, die Millikan verwendet hat, kann durch die Formel beschrieben werden, die die Reibungskraft in Abhängigkeit von der Größe der Tröpfchen, ihrer Geschwindigkeit und der Viskosität der Umgebung definiert.