Как эксперименты Милликена помогли определить значение элементарного заряда?
Эксперименты Роберта Милликена помогли определить значение элементарного заряда, потому что учёный заметил, что электрические заряды капель всегда были целыми числами, кратными фиксированной величине. 24
Суть эксперимента: Милликен создавал капли масла с помощью распылителя и наблюдал за их поведением в электрическом поле. 24 Некоторые из капель были электрически заряжены в результате захвата ионов после облучения воздуха рентгеновским излучением. 24 Можно было управлять их вертикальным движением, задавая соответствующее значение электрического поля. 2
Ход эксперимента:
- Милликен измерял предельную скорость падения капель — скорость, при которой сила земного притяжения, действующая на капли, уравновешивается силой сопротивления воздуха. 1 По этой скорости учёный определял объём и массу капель аэрозольной взвеси. 1
- Затем он распылял идентичный аэрозоль в присутствии электростатического поля, то есть при подключённой батарее. 1 В этом случае масляные капли оставались в подвешенном состоянии достаточно долго, поскольку силы гравитационного притяжения Земли уравновешивались силами электростатического отталкивания между каплями аэрозоля. 1
- Постепенно понижая внешнее напряжение, Милликен наблюдал, как капли масла периодически «выпадают в осадок». 1 По градациям шкалы напряжения, при которых осаждается очередная порция аэрозоля, учёный мог судить об абсолютной величине единичного заряда, поскольку дробного заряда наэлектризованные капли нести на себе не могли. 1
Результат: накопив достаточно экспериментальных данных для статистической обработки, Милликен вычислил величину единичного заряда и опубликовал полученные результаты, которые содержали максимально точно для тех лет рассчитанный заряд электрона. 1
Полученное значение составило e = −1,5924(17) × 10−19 Кл. 24
