ミリカン油滴実験

テレサ・ノット/ウィキメディア・コモンズ/ CC BY-SA 3.0

ロバート・ミリカンの油滴実験は、 電子 .実験は、金属板の上のチャンバーに油滴のミストを噴霧することによって行われました。ほとんどの油は光源の熱で蒸発し、実験中に液滴の質量が変化するため、油の選択は重要でした。蒸気圧が非常に低いため、真空アプリケーション用のオイルが適していました。油滴は、ノズルから噴霧されたときに摩擦によって帯電するか、電離にさらされることで帯電する可能性があります。 放射線 .帯電した液滴は、平行板の間の空間に入ります。プレート間の電位を制御すると、液滴が上昇または下降します。

実験の計算

ふ_d= 6 前へ₁

ここで、r は落下半径、η は空気の粘度、v₁は、落下の終端速度です。

油滴の重量 W は、体積 V に密度 ρ と重力による加速度 g を掛けたものです。

空気中の滴の見かけの重量は、真の重量から突き上げを引いたものです (油滴によって押しのけられた空気の重量に等しい)。滴が完全に球形であると仮定すると、見かけの重さは次のように計算できます。

W = 4/3 πr³g (p - p_空気)

落下は終末速度で加速しないため、落下に作用する総力は F = W となるようにゼロでなければなりません。この条件では、次のようになります。

r²= 9ηv₁/ 2g(r - r_空気)

r が計算されるので、W を解くことができます。電圧がオンになると、ドロップの電気力は次のようになります。

ふ_と= qE

ここで、q は油滴の電荷、E はプレート間の電位です。平行平板の場合:

E = V/d

ここで、V は電圧、d はプレート間の距離です。

ドロップ時の料金は、 電圧 油滴が速度 v で上昇するようにわずかに₂:

qE - W = 6前のページ₂

qE - W = Wv₂/の₁