Millikans forsøg

Måling af elektronens ladning

Apparaturbeskrivelse.

1. Et mikroskop med en fokuseringsskrue C. Okularet A er forsynet med en inddelt skala.
2. En spray der kan blæse forstøvede silikoneoliedråber ind i plademellemrummet. Ved forstøvningen bliver dråberne elektrisk ladede, både + og -.
3. Lampehuset kan belyse oliedråberne.
4. En aftagelig sæt parallelle plader, der er omgivet af et ligeledes aftageligt plasticdække, der hindrer luftstrømninger i plademellemrummet. I plasticdækket er der et tyndt vindue, således at de belyste oliedråber kan iagttages. Desuden er der i plasticdækket to huller for ledninger til pladerne, samt to fine huller ud for sprayen, således at oliedråber kan sprøjtes ind i plademellemrummet.

NB. Hvis skyen af oliedråber i plademellemrunnet begynder at "drive", er årsagen at kikkerten har været skruet ind og knust det tynde vindue i plasticdækket. Tilkald læreren for montering af et nyt vindue.

Bestemmelse af okularskalaens inddeling.

1. Plasticdækket og pladerne løftes af.
2. Mikroskopet rettes mod diffust lys.
3. Der drejes på A indtil okularskalaen er skarp.
4. Skalaen stilles lodret ved at dreje på B.
5. I den lille metalstuds på pladen, der tjener til at understøtte pladerne, er der et hul. I hullet anbringes en stift, der bærer en cirkulær glasplade. Glaspladen stilles vinkelret på mikroskopets længderetning. På glaspladen findes en målestok med 100 inddelinger. 1 inddeling svarer til 10-4m.
6. Mikroskopet indstilles således at glaspladens inddelinger ses tydeligt (drej på C). Ses målestokken spejlvendt drejes glaspladen 180o. Okularskalaen indstilles v.h.a. B indtil den ses parallel med måleskalaen.
7. Det iagttages hvor meget 100 okularinddelinger svarer til på glaspladens måleskala. (N inddelinger). D.v.s. 1 streg svarer til

Indstilling af apparatur til måling.

1. Plasticdækket monteres. Lampen tilsluttes 6V AC, og pladerne forbindes til 0-600 V DC, således at øverste plade er positiv (røde bøsning).
2. Pladerne tildeles 600 V. Denne spændingsforskel kan hurtigt kobles til og fra v.h.a. den røde knap på højre side af spændingsforsyningen.

Målinger.

Med spændingen tilkoblet sprøjtes oliedråberne ind i plademellemrummet. Da mikroskopet bytter om på op og ned, vil de oliedråber, der bevæger sig nedad, være negativt ladede.

Man udvælger sig en oliedråbe der ikke bevæger sig for hurtigt nedad; ligeledes må den ikke bevæge sig for hurtigt opad når feltet slås fra.

Ved at slå feltet fra og til nogle gange kan synsfeltet renses for generende oliedråber.

Anbring dig således, at du kan afdækker venstre øje med venstre hånd. Højre hånd placeres på fokuseringsskruen C. Du skulle nu være i stand til løbende at justere, hvis dråben bevæger sig uden for fokus.

Er en passende dråbe fundet, slås feltet til, og lad dråben falde til lidt under 80-stregen. Feltet slås nu fra, og lige idet dråben passerer 80-stregen beder du din makker (der har 2 stopure) om at starte det ene ur. Uret standses når dråben passerer f.eks. 50-stregen, d.v.s nop inddelinger i tidsrummet top. Når dråben er noget over 50-stregen, slås feltet til, og det andet stopur startes når 50-stregen passeres. Uret standses f.eks. ved 80-stregen, d.v.s. nned inddelinger i tidsrummet tned.

Den tilbagelagte strækning er: s= n·(længden af en 1 streg) = n·N·10-6m.

Hastigheden er da v= s/t. Kaldes hastigheden uden felt v1 og med felt v2 fås

Teori.

Når dråben falder uden felt, er hastigheden konstant, d.v.s. F_gnid = F_tyngde = m·g. Ifølge Stokes lov er gnidningskraften proportional med hastigheden for små v-værdier.

fås:

Indsættes udtrykket for m i formel 2) fås

Indsættes udtrykkene for E og m i 1), fås ved at addere 1) & 2):

For at undersøge hvor mange elementarladninger der sidder på en oliedråbe, beregnes forholdet Q/e ; e=1,60·10^-19 C

Målinger.

N = _______ inddelinger; U = ______ volt; d = ____ meter