Эксперимент с каплями масла Millikan - химия

Кем был Роберт А. Милликен?
Роберт А. Милликен родился 22 марта 1868 года в Иллинойсе (США). Большую часть своего детства Милликен провел в сельском городке под названием Моррисон. Затем, в 1875 году, его семья переехала в Макокету, штат Айова, где Милликен начал посещать среднюю школу Макокета. Милликен преуспел в учебе и решил продолжить учебу, поступив в Оберлинский колледж в Огайо. В это время Милликен начал преподавать физику и решил заняться этим предметом в качестве карьеры. Позже он получил степень доктора философии. в области физики в Колумбийском университете.

После окончания Колумбийского университета Милликен отправился в университеты Берлина и Геттингена. Там он расширил свои знания в своей области, прежде чем вернуться в Соединенные Штаты, чтобы стать ассистентом в лаборатории Райерсона Чикагского университета. Во время своего пребывания там Милликен был автором (и соавтором) нескольких учебников по физике. В конце концов, в 1907 году исследовательский проект Милликена привел к разработке эксперимента с каплями масла.

Эксперимент с каплями масла Millikan

Для уточнения эта камера содержит распылитель, микроскоп, источник света и две параллельные металлические пластины. Эти металлические пластины получают отрицательный и положительный заряд, когда через них проходит электрический ток.

Процедура
Сначала распылитель должен был выпустить тонкий масляный туман, который будет перемещаться внутри камеры. Во время дрейфа капли масла попадали в нижнюю половину камеры (между металлическими пластинами) из-за гравитационного притяжения. Здесь капли масла будут ионизированы и станут отрицательно заряженными. После этого, пока эти отрицательно заряженные капли будут опускаться под действием силы тяжести, внешний регулятор мощности будет использоваться для добавления заряда к двум металлическим пластинам (над и под каплями). В частности, верхняя пластина будет накапливать положительный заряд, аотрицательный заряд будет накапливаться на нижней пластине.

Поперечное сечение экспериментальной камеры с каплями масла MillikanСхема эксперимента
Это создает ситуацию, в которой противоположно заряженная (положительная) металлическая пластина тянет отрицательно заряженную каплю вверх, в то время как сила тяжести тянет каплю вниз. Или, другими словами, электростатические и гравитационные силы теперь контролируют направление, в котором течет капля. Теперь, если электростатическая сила больше, то капля будет подниматься к положительно заряженной пластине. Аналогично, если гравитационная сила больше электростатической силы, то капля будет притягиваться вниз.

Наблюдения и выводы
Целью этого эксперимента было уравновесить эти две электростатические и гравитационные силы, которые заставили бы капли останавливаться в воздухе. Делая это, можно было измерить массу капли, гравитационную силу и электростатическую силу, выявляя заряд электрона. Кроме того, выполнив эти окончательные вычисления, Милликен смог показать, что заряд электрона будет кратен 1,602 ? 10-19 Кулонам.