«Визначення заряду електрона. Визначення елементарного електричного заряду методом електролізу Вимірювання елементарного заряду

Методичне зауваження. Про електрон вже відомо учням з курсу хімії та відповідного розділу програми VII класу. Тепер потрібно поглибити уявлення про першу елементарну частинку речовини, нагадати вивчене, пов'язати з першою темою розділу "Електростатика" і перейти до вищого рівня трактування елементарного заряду. Слід пам'ятати складність поняття електричного заряду. Пропонований екскурс може допомогти розкриттю цього поняття та проникнути у суть справи.

Електрон має складну історію. Щоб дійти мети найкоротшим шляхом, доцільно вести оповідання так.

Відкриття електрона стало результатом численних експериментів. На початку XX ст. існування електрона було встановлено у низці незалежних експериментів. Але, незважаючи на колосальний експериментальний матеріал, накопичений цілими національними школами, електрон залишався гіпотетичною часткою, бо досвід ще не відповів на низку фундаментальних питань.

Насамперед був жодного досвіду, у якому брали участь окремі електрони. Елементарний заряд обчислювався виходячи з вимірювань мікроскопічного заряду у припущенні справедливості низки гіпотез.

Були скептики, які загалом ігнорували відкриття електрона. Академік А. Ф. Іоффе у спогадах про свого вчителя В. К. Рентгена писав: "До 1906-1907 рр. слово електрон не повинно було вимовлятися у фізичному інституті Мюнхенського університету. Рентген вважав його недоведеною гіпотезою, що застосовується часто без достатніх підстав і без потреби".

Не було вирішено питання про масу електрона, не доведено, що і на провідниках, і діелектриках заряди складаються з електронів. Поняття "електрон" не мало однозначного тлумачення, бо експеримент не розкрив ще структури атома (планетарна модель Резерфорда з'явиться в 1911, а теорія Бора-в 1913).

Електрон не увійшов ще й до теоретичних побудов. В електронній теорії Лоренца фігурувала безперервно розподілена щільність заряду. Теоретично металевої провідності, розвиненої Друде, йшлося про дискретних зарядах, але ці довільні заряди, значення яких не накладалося ніяких обмежень.

Електрон ще не вийшов із рамок "чистої" науки. Нагадаємо, що перша електронна лампа з'явилася лише 1907 р.

Для переходу від віри До переконання необхідно було перш за все ізолювати електрон, винайти метод безпосереднього та точного виміру елементарного заряду.

Таке завдання було вирішено американським фізиком Робертом Міллікеном (1868-1953) у серії тонких експериментів, які були розпочаті 1906 р.

Роберт Міллікен народився 1868 р. у штаті Іллінойс у бідній родині священика. Дитинство його пройшло у провінційному містечку Маквокета, де багато уваги приділяли спорту та погано вчили. Директор середньої школи, який викладав фізику, говорив, наприклад, своїм юним слухачам: "Як це можна з хвиль зробити звук? Дурниці, хлопчики, все це нісенітниця!"

В Обердинському коледжі було не краще, але Міллікену, який не мав матеріальної підтримки, довелося самому викладати фізику в середній школі. В Америці тоді було всього два підручники з фізики, перекладені з французької, і талановитому юнакові не було труднощів вивчити їх і з успіхом вести заняття. У 1893 р. він вступає до Колумбійського університету, потім їде вчитися до Німеччини.

Міллікену було 28 років, коли він отримав пропозицію від А. Майкельсона зайняти місце помічника в університеті Чикаго. На початку він займався тут майже виключно педагогічною роботою і лише у сорок років розпочав наукові дослідження, які принесли йому світову славу.

Відношення сили, що діє на краплю у хмарі, до швидкості, яку вона набуває, однаково у першому та у другому випадку. У першому випадку сила дорівнює mg, у другому mg+qE де q - заряд краплі, Е - напруженість електричного поля. Якщо швидкість у першому випадку дорівнює v 1 у другому v 2 то

Знаючи залежність швидкості падіння хмари v від в'язкості повітря, можна обчислити заряд q. Однак цей метод не давав бажаної точності, тому що містив гіпотетичні припущення, які не піддаються контролю експериментатора.

Щоб збільшити точність вимірювань, необхідно було насамперед знайти спосіб обліку випаровування хмари, яке неминуче відбувалося у процесі виміру.

"Усвідомлюючи, що швидкість випаровування крапель залишалася невідомою, я спробував придумати спосіб, який цілком виключив би цю невизначену величину. Мій план перебував у наступному. У попередніх дослідах електричне поле могло лише трохи збільшити або зменшити швидкість падіння верхівки хмари під дією сили тяжіння. Тепер а я хотів те поле підсилити настільки, щоб верхня поверхня хмари залишалася на постійній висоті. Для реалізації цієї ідеї Міллікен сконструював невелику за габаритами акумуляторну батарею, що давала напругу до 104 В (на той час це було визначним досягненням експериментатора). Вона мала створювати поле, досить сильне, щоб хмара утримувалася, як "труна Магомета", у підвішеному стані.

"Коли у мене все було готове, - розповідає Міллікен, - і коли утворилася хмара, я повернув вимикач, і хмара опинилася в електричному полі. І цієї миті вона на моїх очах розтанула, іншими словами, від цілої хмари не залишилося і маленького шматочка Як можна спочатку здалося, безслідне зникнення хмари в електричному полі між верхньою і нижньою пластинками означало, що експеримент закінчився безрезультатно..."

Однак, як це нерідко бувало в історії науки, невдача породила нову ідею. Вона і призвела до знаменитого методу крапель. "Повторні досліди, - пише Міллікен, - показали, що після розсіювання хмари в потужному електричному полі на його місці можна було розрізнити кілька окремих водяних крапель" (підкреслено мною. - В. Д.).

"Невдалий" досвід призвів до відкриття можливості утримувати в рівновазі та спостерігати окремі крапельки протягом досить тривалого часу.

Але за час спостереження маса краплі води суттєво змінилася внаслідок випаровування, і Міллікен після багатоденних пошуків перейшов до експериментів із краплями олії.

Процедура експерименту виявилася простою. Адіабатичним розширенням між пластинами конденсатора утворюється хмара. Воно складається з крапельок, що мають різні по модулю та знаку заряди. При включенні електричного поля краплі, мають заряди, однойменні із зарядом верхньої пластини конденсатора, швидко падають, а краплі з протилежним зарядом притягуються верхньою пластиною. Але кілька крапель має такий заряд, що сила тяжкості врівноважується електричної силою.

Через 7 чи 8 хв хмара розсіюється, й у зору залишається невелике число крапель, заряд яких відповідає сказаному рівновазі сил.

Міллікен спостерігав ці краплі у вигляді яскравих яскравих точок. "Історія цих крапель протікає зазвичай так, - пише він. - У разі невеликого переважання сили тяжкості над силою поля вони починають повільно падати, але оскільки вони поступово випаровуються, то їхній низхідний рух незабаром припиняється, і вони досить довгий час стають нерухомими. Потім поле починає переважати, і краплі починають повільно підніматися. Під кінець їхнього життя в просторі між пластинами цей висхідний рух стає дуже прискореним, і вони притягуються з великою швидкістю до верхньої пластини.

Схема установки Міллікена, за допомогою якої в 1909 р. були отримані вирішальні результати, зображена на малюнку 17.

У камері був поміщений плоский конденсатор з круглих латунних пластин М і N діаметром 22 см (відстань між ними було 1,6 см). У центрі верхньої пластини було зроблено маленький отвір р, крізь який проходили краплі олії. Останні утворювалися при вдуванні струменя олії за допомогою розпилювача. Повітря при цьому попередньо очищалося від пилу шляхом пропускання через трубу зі скляною ватою. Краплі олії мали діаметр близько 10-4 см.

Від акумуляторної батареї на пластини конденсатора подавалася напруга 104 В. За допомогою перемикача можна було закорочувати пластини і цим руйнувати електричне поле.

Краплі олії, що потрапляли між пластинами М та N, висвітлювалися сильним джерелом. Перпендикулярно напрямку променів через зорову трубу спостерігалася поведінка крапель.

Іони, необхідні для конденсації крапель, створювалися випромінюванням шматочка радію масою 200 мг, розташованого на відстані від 3 до 10 см збоку від пластин.

За допомогою спеціального пристрою опусканням поршня провадилося розширення газу. Через 1-2 з після розширення радій видалявся або затулявся свинцевим екраном. Потім включалося електричне поле і починалося спостереження крапель у зорову трубу.

Труба мала шкалу, якою можна було відраховувати шлях, пройдений краплею за певний проміжок часу. Час фіксувався по точних годинниках з арретиром.

У процесі спостережень Міллікен виявив явище, що стало ключем до всієї серії наступних точних вимірів окремих елементарних зарядів.

"Працюючи над зваженими краплями, - пише Міллікен, - я кілька разів забував закривати їх від променів радію. Тоді мені доводилося помічати, що час від часу одна з крапель раптово змінювала свій заряд і починала рухатися вздовж поля або проти нього, очевидно, захопивши в першому випадку позитивний, а в другому негативний іон, що відкривало можливість вимірювати з достовірністю не тільки заряди окремих крапель, як це я робив доти, а й заряд окремого атмосферного іона.

Справді, вимірюючи швидкість однієї й тієї ж краплі двічі, один раз до, а другий раз після захоплення іона, я, очевидно, міг повністю виключити властивості краплі та властивості середовища та оперувати з величиною, пропорційною лише заряду захопленого іона”.

Елементарний заряд обчислювався Міллікеном на підставі таких міркувань. Швидкість руху краплі пропорційна силі, що діє на неї, і не залежить від заряду краплі.

Якщо крапля падала між пластинами конденсатора під дією тільки сили тяжіння зі швидкістю v 1 то

При включенні поля, спрямованого проти сили тяжіння, силою, що діє, буде різниця qE = mg, де q - заряд краплі, Е - модуль напруженості поля.

Швидкість краплі дорівнюватиме:

v 2 = k (qE - mg) (2)

Якщо поділити рівність (1) на (2), отримаємо

Нехай крапля захопила іон і заряд її дорівнював q' а швидкість руху v 2 '. Заряд цього захопленого іона позначимо через е. Тоді e = q - q.

Використовуючи (3), отримаємо

Розмір постійна даної краплі.

Отже, всякий захоплений краплею заряд буде пропорційний різниці швидкостей (v 2 -v 2), інакше кажучи, пропорційний зміні швидкості краплі внаслідок захоплення іона!

Отже, вимір елементарного заряду було зведено до вимірювання шляху, пройденого краплею, і часу, протягом якого цей шлях пройдено.

Численні спостереження показали справедливість формули (4). Виявилося, що величина е може змінюватися тільки стрибками! Завжди спостерігаються заряди е, 2е, 3е, 4е тощо.

"У багатьох випадках, - пише Міллікен, - крапля спостерігалася протягом п'яти чи шести годин, і за цей час вона захоплювала не вісім чи десять іонів, а сотні їх. Загалом я спостерігав таким шляхом захоплення багатьох тисяч іонів, і у всіх випадках захоплений заряд... був або в точності дорівнює найменшому з усіх захоплених зарядів, або він дорівнював невеликому цілому кратному цієї величини. іонах або точності рівні заряду електрона, або представляють невеликі цілі кратні цього заряду".

Отже, атомістичність, дискретність чи, говорячи сучасною мовою, квантованість електричного заряду стала експериментальним фактом. Тепер важливо було показати, що електрон, так би мовити, всюдисущий. Будь-який електричний заряд у тілі будь-якої природи є сумою тих самих елементарних зарядів.

Метод Міллікена дозволив однозначно відповісти на це запитання.

У перших дослідах заряди створювалися іонізацією нейтральних молекул газу потоком радіоактивного випромінювання. Вимірювався заряд іонів, захоплених краплями.

При розбризкуванні рідини пульверизатором краплі електризуються завдяки тертю. Це було добре відомо ще у ХІХ ст. Чи ці заряди є також квантованими, як і заряди іонів?

Міллікен "зважує" краплі після розбризкування і проводить вимірювання зарядів описаним вище способом. Досвід виявляє таку ж дискретність електричного заряду.

У 1913 р. Міллікен підсумовує результати численних експериментів і дає елементарного заряду таке вначение: е=4,774·10 -10 од. заряду СДСЄ.

Так було встановлено одну з найважливіших констант сучасної фізики. Визначення електричного заряду стало простим арифметичним завданням.

Візуалізація електронів. Велику роль у зміцненні думки про реальність електрона зіграло відкриття Г. А. Вільсоном ефекту конденсації водяної пари на іонах, що призвело до можливості фотографування треків частинок.

Тоді Комптон показав фотографію е треком α-частинки, поряд з яким був відбиток пальця. "Чи знаєте ви, що це таке?" - спитав Комптон. "Палець", - відповів слухач. "У такому разі, - заявив урочисто Комптон, - ця смуга, що світиться, і є частка".

Фотографії треків електронів не лише свідчили про реальність електронів. Вони підтверджували припущення про небагато розмірів електронів та дозволяли порівняти з досвідом результати теоретичних розрахунків, у яких фігурував радіус електрона. Досліди, початок яким було покладено Ленардом при дослідженні проникаючої здатності катодних променів, показали, що дуже швидкі електрони, які викидають радіоактивні речовини, дають треки в газі у вигляді прямих ліній. Довжина треку пропорційна енергії електрона. Фотографії треків α-часток великої енергії показують, що треки складаються з великої кількості точок. Кожна точка – водяна крапелька, що виникає на іоні, що утворюється внаслідок зіткнення електрона з атомом. Знаючи розміри атома та їхню концентрацію, ми можемо обчислити число атомів, крізь які має пройти α-частка на даній відстані. Простий розрахунок показує, що α-частка має пройти приблизно 300 атомів, перш ніж вона зустріне на шляху один з електронів, що становлять оболонку атома, і здійснить іонізацію.

Цей факт переконливо свідчить, що обсяг електронів становить мізерно малу частку обсягу атома. Трек електрона, що має малу енергію, викривлений, отже, повільний електрон відхиляється внутрішньоатомним полем. Він справляє своєму шляху більше актів іонізації.

З теорії розсіювання можна отримати дані оцінки кутів відхилення залежно від енергії електронів. Ці дані добре підтверджуються під час аналізу реальних треків. Збіг теорії з експериментом зміцнило уявлення про електрон, як найдрібнішої частки речовини.

Вимір елементарного електричного заряду відкрило можливість точного визначення низки найважливіших фізичних констант.

Знання величини е автоматично дає можливість визначити значення фундаментальної константи – постійної Авогадро. До дослідів Міллікена існували лише грубі оцінки постійної Авогадро, які давалися кінетичною теорією газів. Ці оцінки спиралися на обчислення середнього радіусу молекули повітря і коливалися в досить широких межах від 2 10 23 до 20 10 23 1/моль.

Припустимо, що нам відомий заряд Q, що пройшов через розчин електроліту, та кількість речовини М, яка відклалася на електроді. Тоді, якщо заряд іона дорівнює Ze 0 і маса його m 0 виконується рівність

Якщо маса відкладеної речовини дорівнює одному молю, то Q = F - Постійна Фарадея, причому F = N 0 e, звідки N 0 = F/e. Очевидно, що точність визначення постійної Авогадро визначається точністю, з якою вимірюється заряд електрона.

Практика вимагала збільшення точності визначення фундаментальних констант, і це стало одним із стимулів до продовження вдосконалення методики вимірювання кванта електричного заряду. Робота ця, що носить чисто метрологічний характер, триває досі.

Найбільш точними в даний час є значення:

е = (4,8029 ± 0,0005) 10 -10 од. заряду СДСЄ;

N 0 = (6,0230±0,0005) 1023 1/моль.

Знаючи N 0 можна визначити число молекул газу в 1 см 3 оскільки обсяг, займаний 1 молем газу, являє собою вже відому постійну величину.

Знання числа молекул газу в 1 см 3 дало можливість визначити середню кінетичну енергію теплового руху молекули.

Нарешті, за зарядом електрона можна визначити постійну Планку та постійну Стефана-Больцмана в законі теплового випромінювання.

Робота додана на сайт сайт: 2016-03-13

Безкоштовно

Дізнатись вартість роботи

Лабораторна робота

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ЕЛЕМЕНТАРНИЙ ЗАРЯД І ДОСВІД МІЛІКЕНА

;font-family:"Arial"" xml:lang="uk-UA" lang="uk-UA">Мета роботи;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">:Дослідження руху заряджених крапель в електричному та гравітаційному полях (досвід Міллікена).Визначення елементарного заряду.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Устаткування:font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">: пристрій Міллікена, мультиметр, джерело напруги 0÷600 В, мікрометр 1 мм – 100 поділів, 2 секундоміри, скла 18 x 18 мм, перемикач, триніжок, трубка.

;font-family:"Arial";text-decoration:underline" Визначення радіусів і зарядів заряджених крапель. .

1. Увімкніть оптичну систему встановлення Міллікена і проведіть калібрування мікрометра, використовуючи спеціальне градуювальне скло.

2. Встановіть напругу 300 В на установці Міллікена. Встановіть краплі масла в простір спостереження в установці. спостерігайте рух крапель масла Для зміни напрямку руху крапель змінюйте за допомогою перемикача напрям електричного поля З видимих крапель виділіть ту, яка рухається строго вертикально і з невеликою швидкістю. вже є встановленим (крапля рухається з постійною швидкістю).

;font-family:"Arial"" 3. За допомогою секундоміра визначте час руху;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">t;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> виділеної краплі вгору при проходженні певної відстані;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">S;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, а також час руху;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">t;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> цієї ж краплі вниз при проходженні певної відстані;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">S;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2Пройдена краплею відстань визначається як добуток ціни поділу мікрометра (див. п. 1 завдання) на число пройдених поділів шкали. Занесіть дані до таблиці 1. Повторіть досвід із кількома краплями (4÷6 крапель).

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Таблиця 1.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">№ краплі	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">U;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">S;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">1;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">мм	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">t;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">1;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">з	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">S;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">2;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">мм	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">t;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, з

4. Повторіть експеримент для декількох крапель (4÷6 крапель) при напругах на установці Міллікена 400 В і 500 В. Занесіть дані до таблиці 1.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" 5. Використовуючи дані таблиці 1, зробіть розрахунок швидкостей;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> та;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2крапель за формулами (6) і (7) і, потім, радіусів і зарядів крапель за формулами (8) і (9) Оскільки заряд краплі є цілим числом;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">n;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> елементарного заряду;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (заряду електрона):

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">)

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">це можна визначити цей елементарний заряд.Заповніть таблицю 2.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Таблиця 2.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">№ краплі	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, м/с	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, м/с	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">Q;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, кл	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">r;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">м	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">n	;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, Кл

6. Проведіть математичну обробку отриманих результатів. Стривайте графік. Приклад проведення експерименту представлений на рис.1.

7. Проведіть аналіз отриманих результатів і сформулюйте висновки відповідно до методичних вказівок. Зверніть увагу на відповідність висновків поставленої мети.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Рис.Приклад проведення експерименту з визначення заряду різних крапель.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">
Короткі теоретичні матеріали

Думка про дискретність електричного заряду вперше була висловлена Б. Франкліном (1752 р.) Експериментально дискретність зарядів була обґрунтована М. Фарадеєм (1834 р.) на основі законів електролізу Числове значення елементарного заряду (найменшого електричного заряду, що зустрічається в природі) було теоретично обчислено з використанням числа Авогадро. метод масляних крапель В основу методу покладено вивчення руху заряджених крапель олії в однорідному електричному полі відомої напруженості;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ĒВідповідно до основних уявлень електронної теорії, заряд будь-якого тіла змінюється в результаті зміни вмісту в ньому кількості електронів (або, у деяких явищах, іонів, величина заряду яких кратна заряду електрона.Тому заряд будь-якого тіла повинен змінюватися стрибкоподібно і такими порціями, що містять ціле число зарядів електрона.

Міллікен вимірював електричний заряд, зосереджений на окремих маленьких краплях сферичної форми, які формувалися розпилювачем.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Pі набували електричний заряд електризацією внаслідок тертя об стінки розпилювача, як показано на мал. плоского конденсатора;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">KВони потрапляли в простір між пластинами, за рухом краплі спостерігали в мікроскоп.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">M;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Рис. 2:Схема установки. Р - розпилювач крапель, К - конденсатор, ІП - джерело живлення, М - мікроскоп, h;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" - джерело випромінювання, П - поверхня столу.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">
З метою запобігання крапелькам від конвекційних потоків повітря конденсатор був укладений у захисний кожух, температура та тиск у якому підтримувалися постійними. При виконанні дослідів потрібно дотримуватися таких умов:

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1. Краплі повинні бути мікроскопічних розмірів, щоб:

електростатична сила, що діє на заряджену краплю, при включеному електричному полі перевищувала силу тяжкості;
заряд краплі, а також його зміни при опроміненні (використанні іонізатора) дорівнювали досить малому числу елементарних зарядів.

Це дозволяє легше встановити кратність заряду краплі елементарному заряду;

;font-family:"Arial"" 2. Щільність краплі;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">=1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,03*10;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> кг/м;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> -;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">повинна бути більшою за щільність в'язкого середовища;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> в якій вона рухається (повітря -;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">=1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">293 кг/м;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">);

3. Маса краплі не повинна змінюватися протягом усього досвіду. Для цього масло, з якого складається крапля, не повинно випаровуватися. (Масло випаровується значно повільніше води).

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Якщо пластини конденсатора не були заряджені;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ē;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 0), то крапля повільно падала, рухаючись від верхньої пластини до нижньої.

Як тільки пластини конденсатора заряджалися, в русі краплі відбувалися зміни: у разі негативного заряду на краплі і позитивного на верхній пластині конденсатора падіння краплі сповільнювалося, і в певний момент часу вона змінювала напрямок руху на протилежне - починала підніматися до верхньої пластини.

Рівняння руху краплі

Знаючи швидкість падіння краплі у відсутності електростатичного поля (заряд її не грав ролі) і швидкість падіння краплі в заданому і відомому електростатичному. Міллікен міг обчислити заряд краплі Для визначення заряду необхідно розглянути спочатку рух краплі без електростатичного поля (пластини не заряджені,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ē;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">).

У цьому випадку на краплю діють три сили (див. рис. 3.а):

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" сила тяжіння;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">mg, g;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> 9,81 м/с;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;
;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">архімедова сила;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Vg;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">m;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">g;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">F;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">A;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">де;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" - щільність повітря,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = (4/3);font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">πr;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" - обсяг краплі,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> =;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">m;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" - маса повітря, витісненого краплею;

;font-family:"Arial"" сила в'язкого опору, виражається формулою Стокса;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">kv;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> =;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">6;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">πηrv;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> =;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">FC;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, де;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">η;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 1,82*10;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-5;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> кг/м*с - в'язкість повітря,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">r;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" радіус краплі;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial"" - швидкість краплі.

;font-family:"Arial";text-decoration:underline" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ПриміткаФормула Стокса справедлива для кулі, що рухається в газі, за умови, що радіус кулі в багато разів більший за довжину вільного пробігу. молекули газу У досвіді Міллікена краплі були настільки малі, що йому довелося вводити в розрахунки необхідні поправки.Окрім того, необхідно було враховувати, що при значному зменшенні розмірів краплі, коли її радіус стає порівнянним з товщиною шару молекул повітря, адсорбованого на поверхні краплі, ефективна щільність краплі може суттєво відрізнятися від густини її речовини.

;font-family:"Arial"" 2 закон Ньютона в проекції на вісь;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">X;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" для випадку, відповідного рис.

;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">0;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">);font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">g;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> +;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">kv;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">g;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> =;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-ma;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(2)

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">де;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">a;font-family:"Arial"" - прискорення, з яким падає крапля.

Через в'язкий опір крапля майже відразу після початку руху або зміни умов руху набуває постійну (установлену) швидкість і рухається рівномірно В силу цього;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">a;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 0, і з (1) можна знайти швидкість руху краплі.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">g;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.

;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">g;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> = (;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">0;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">);font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">g;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">/;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">k;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(3)

Якщо замкнути електричний ланцюг конденсатора (рис. 3.б), то він зарядиться і в ньому створиться електростатичне поле;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ē;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">q;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(нехай він позитивний) буде діяти додаткова до перерахованих сила;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">qE;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, напрямки вгору (рис. 3.б).

сила з боку електричного поля (поле зарядженого конденсатора), де - заряд краплі,Ē - Напруженість електричного поля, U - напруга на пластинах конденсатора, d - Відстань між пластинами.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> а);font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> б);font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Мал.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Сили, що діють на краплю:;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">а);font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" у відсутність електростатичного поля;;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">б);font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" при наявності електростатичного поля.

Як і в разі вільного падіння краплі розглянемо режим руху, що встановився. Закон Ньютона в проекції на вісь;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">X;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і з урахуванням, що;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">a;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 0, набуде вигляду:

;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">0;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">);font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">g;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> +;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">qE;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> +;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">kv;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> = 0 (4)

;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> = [;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-q;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> (;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">m;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">0;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">);font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">g;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> ];font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">/;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">k;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(5)

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">де;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">E;font-family:"Arial"" - встановилася швидкість масляної краплі в електростатичному полі конденсатора:;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">< ;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0, якщо крапля рухається вниз;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">>;font-family:"Arial"" 0, якщо крапля рухається вгору.

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (6)

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (7)

;font-family:"Arial";color:#000000" З формул (6) і (7) можна отримати формули для визначення заряду і радіусу крапель через швидкості руху краплі вгору та вниз:

;font-family:"Arial";color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,;font-family:"Arial";color:#000000" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial";color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (8)

;font-family:"Arial";color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">де кг м;font-family:"Arial";vertical-align:super;color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0,5;font-family:"Arial";color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> з;font-family:"Arial";vertical-align:super;color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-0,5;font-family:"Arial";color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> та

;font-family:"Arial";color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">де;font-family:"Arial";vertical-align:super;color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0,5

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Визначення елементарного заряду за допомогою обчислювального експерименту

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">З рівняння (5) слід, що вимірюючи встановлені швидкості;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">g;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">E;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">без електростатичного поля і за його наявності відповідно, можна визначити заряд краплі, якщо відомий коефіцієнт;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">k;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">6;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">πηr;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.Здавалося б, для знаходження;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">kДосить виміряти радіус краплі (в'язкість повітря відома з інших експериментів) Однак прямий вимір цього радіусу за допомогою мікроскопа неможливий:;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">r;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">має порядок величини 10;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">4;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">÷;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">10;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">6,font-family:"Arial"" див, що порівняно з довжиною світлової хвилі. Тому мікроскоп дає лише дифракційне зображення краплі, не дозволяючи виміряти її дійсні розміри. Відомості про радіус краплі можна отримати з експериментальних даних про її рух без електростатичного поля.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">g;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і враховуючи, що;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">m - m;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=4;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">/;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">πr;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ - ρ;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">);font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">де;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ρ;font-family:"Arial"" - щільність масляної краплі, з (3) отримаємо:

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(10)

У своїх дослідах Міллікен змінював заряд краплі, підносячи шматок радію до конденсатора.При цьому випромінювання радію іонізувало повітря в камері (рис. .;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1), в результаті чого крапля могла захопити додатково позитивний або негативний заряд. зрозуміло, що з більшою ймовірністю вона приєднає до себе позитивні іони, з іншого боку, не виключено приєднання негативних іонів.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">скачкоподібно;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">- швидкість її руху;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">v;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">E;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">q;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">зміненого заряду краплі відповідно до (5) визначається співвідношенням:

;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">q;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">0;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> =(;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">+;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">g;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">);font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">k;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">/;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(11)

З (5) і (11) визначається величина приєднаного краплею заряду:

;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">Δ;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">q;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> =;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">q;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">q;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">0;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> =;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">k;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">) /;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> =;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">k;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">Δ;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">v;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">/;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">(12)

Порівнюючи величини заряду однієї і тієї ж краплі, можна переконатися, що величина зміни заряду і сам заряд краплі є кратними однієї і тій самій величині;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">- елементарному заряду.У своїх численних дослідах Міллікен отримував різні значення зарядів;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">q;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">q;font-family:"Arial";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">0;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, але завжди вони представляли кратне величини;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">≈;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">7*10;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">19;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xl:lang="ru-RU" Кл згідно з (1).;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">представляє найменшу можливу в природі кількість електрики, тобто "порцію або атом електрики.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Сучасне значення "атома" електрики;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">602*10;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Arial";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">19;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">Кл. Ця величина і є елементарний електричний заряд, носіями якого є електрон, що має негативний заряд;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і протон, що має заряд;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.

;font-family:"Arial";text-decoration:underline" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Примітка;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">:;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">суб'ядерні частинки, що отримали назву "кварки мають заряди, за модулем рівні 2/3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> і 1/3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.Так що квантом електричного заряду слід вважати 1/3;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">eАле в атомних і молекулярних процесах усі заряди кратні.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">e;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Експериментальна установка

Міллікен вимірював електричний заряд на краплях сферичної форми, які формувалися розпилювачем та заряджалися тертям об стінки розпилювача. Через отвір у верхній пластині конденсатора краплі потрапляли у простір між пластинами та спостерігалися за допомогою мікроскопа. Якщо пластини не заряджені, крапля повільно падала. При заряджених пластинах рух краплі сповільнювалося і змінювало напрямок.

Лабораторна робота повністю відповідає досвіду Міллікена. Досвід рекомендується виконувати двом студентам. Зберіть інсталяцію, як показано на Мал. 4.

;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">З'єднайте постійний (300;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">В;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">) і регульований (від 0 до;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">300;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">В;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">) виходи джерела напруги, щоб можна було отримувати напругу в межах;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">300÷600;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">В.font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Через перемикач напряму поля джерело з'єднується з установкою Міллікена. Паралельно приєднується вольтметр.;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">6,3;font-family:"Arial"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Arial"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">В;font-family:"Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> джерела напруги.

Рисунок 4. Сучасна експериментальна установка для визначення елементарного заряду за допомогою пристрою Міллікена

;font-family:'Arial';text-decoration:underline" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Зверніть увагу;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:'Arial'" в полі мікроскопа (Мал.;font-family:'Arial'" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">5) зображення перевернуте.

;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Мал.;font-family:'Arial'" xml:lang="en-US" lang="en-US">5. Краплі олії (білі точки) між обкладками конденсатора. Відстань між поділами градувального скла в полі окуляра 0,029;font-family:'Arial'" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">мм.

" xml:lang="uk-UA" lang="uk-UA">Контрольн" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і" xml:lang="uk-UA" lang="uk-UA">" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">питання" xml:lang="uk-UA" lang="uk-UA">" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і" xml:lang="uk-UA" lang="uk-UA"> заданий" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">і" xml:lang="uk-UA" lang="uk-UA">я

1. Сформулюйте закон дискретності заряду.

2. Сформулюйте закон Стокса.

3. Який фізичний сенс в'язкості η?З якого фізичного закону можна отримати її розмірність?

4. Які сили діють на краплю в досвіді Міллікена?

5. Як розрахувати силу, що діє на заряджену частинку в електричному полі конденсатора?

6. Чому в даному досвіді швидкість руху краплі можна вважати постійною?

7. Для чого повітря в конденсаторі піддається дії рентгенівських променів, ультрафіолетових променів або випромінювання радіоактивних препаратів?

8. Чому величина швидкості краплі, що встановилася, при опроміненні змінюється на конкретну величину?

9. Отримайте формулу (6).

10. Отримайте формулу (7).

11. Чому при опроміненні крапля може захопити заряд того ж знака, що і її власний заряд, адже однойменні заряди відштовхуються? Чи залежить частота захоплення краплею однойменного заряду від температури, від заряду краплі, від заряду іона, що захоплюється?

12. Чому не можна виміряти радіус краплі безпосередньо за допомогою мікроскопа?

;font-family:'Arial'" 13. Формула Стокса;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">F;font-family:'Arial'" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">=;font-family:'Arial'" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">6πη;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">rv;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">не застосовується, якщо радіус краплі менший за довжину вільного пробігу молекул;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">λ.font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Оцініть довжину вільного пробігу при атмосферному тиску і кімнатній температурі. радіус краплі;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">r;font-family:'Arial'" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">>>;font-family:'Arial'" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">λ;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(тобто застосовна формула Стокса і допустима обробка даних за формулами (5 і 11).

14. Поясніть, як визначити елементарний заряд на основі даних експерименту.

15. Виберіть систему одиниць для обробки отриманих даних і перерахуйте всі значення необхідних констант у даній системі.

16. Оцініть за допомогою формули (5) величину напруги, яка потрібна для підйому крапель, що несуть заряд рівний 3-м зарядам електрона?

17. За допомогою методу Міллікена можна визначити заряд електрона Які інші методи визначення заряду електрона Ви знаєте?

Література

;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Іоффе А.Ф. Зустрічі з фізиками.

фізиках. Л., Наука, 1983. ;

;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2Мітчел У. Американські вчені та винахідники. М., Знання, 1975. ;

;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" http://www.phywe.de

;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">4Сівухін Д.В.;Загальний курс фізики: У 5 т. - М., 1979. - Т.3, "Електрика".

;font-family:'Arial'" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">5.Правила оформлення результатів експериментальних вимірювань при виконанні лабораторних робіт з курсу “Загальна фізика”. Воробйова Н. ; Ст, Горчинський О.Д., Коваленко В.Ф., 2004.;font-family:'Arial';color:#000000" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

Замовте роботу сьогодні зі знижкою до 25%

Безкоштовно

Дізнатись вартість роботи

Паршина Анна, Севальников Олексій, Лузянин Роман.

Мета роботи: навчитися визначати значення елементарного заряду методом електролізу;вивчити методи визначення зарядуелектрону.

Обладнання: циліндричний посуд з розчином мідного купоросу, лампа, електроди, ваги, амперметр, джерело постійної напруги, реостат, годинник, ключ, з'єднувальні дроти.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Лабораторна робота Визначення елементарного заряду методом електролізу Виконали учні Чучківської ЗОШ 10 класу: Паршина Ганна, Севальников Олексій, Лузянин Роман. Керівник: учитель фізики Чекаліна О.Ю.

Мета роботи: навчитися визначати значення елементарного заряду методом електролізу; вивчити методи визначення заряду електрона Обладнання: циліндрична посудина з розчином мідного купоросу, лампа, електроди, ваги, амперметр, джерело постійної напруги, реостат, годинник, ключ, з'єднувальні дроти.

Ми зібрали ланцюг: Хід роботи:

Результат нашої роботи

Ми навчилися визначати значення елементарного заряду методом електролізу, вивчили методи визначення заряду електрона. Висновок:

В. Я. Брюсов " Світ електрона " Можливо, ці електрони - Світи, де п'ять материків, Мистецтво, знання, війни, трони І пам'ять сорока століть! Ще, можливо, кожен атом - Всесвіт, де сто планет; Там все, що тут, в обсязі стисненому, Але також те, чого тут немає. Їхні заходи малі, але все та ж їхня нескінченність, як і тут; Там скорбота і пристрасть, як тут, і навіть Там та сама світова пиха. Їхні мудреці, свій світ безмежний Поставивши в центрі буття, Поспішають проникнути в іскри таємниці І розуміють, як нині я; А в мить, коли з руйнування Творяться струми нових сил, Кричать, в мріях самонавіювання, Що бог свій світоч загасив!

Міністерство освіти РФ

Амурський Державний Педагогічний університет

Методи визначення елементарного електричного заряду

Виконав студент 151г.

Вензелєв А.А

Перевірив: Черанєва Т.Г

Вступ.

1. Передісторія відкриття електрона

2. Історія відкриття електрона

3. Досліди та методи відкриття електрона

3.1.Досвід Томсона

3.2.Досвід Резерфорда

3.3. Метод Міллікена

3.3.1. коротка біографія

3.3.2. Опис установки

3.3.3. Обчислення елементарного заряду

3.3.4. Висновки з методу

3.4. Метод візуалізації Комптону

Висновок.

Вступ:

ЕЛЕКТРОН - перша за часом відкриття елементарна частка; матеріальний носій найменшої маси та найменшого електричного заряду в природі; складова частина атома.

Заряд електрона - 1,6021892. 10 -19 Кл

4,803242. 10 -10 од. СДСЕ

Маса електрона 9,109534. 10 -31 кг

Питомий заряд e/m e 1,7588047. 10 11 Кл. кг -1

Спин електрона дорівнює 1/2 (в одиницях h) та має дві проекції ±1/2; електрони підпорядковуються статистиці Фермі-Дірака, ферміони. Там діє принцип заборони Паулі.

Магнітний момент електрона дорівнює - 1,00116 м б, де б - магнетон Бора.

Електронна стабільна частка. Згідно з експериментальними даними, час життя t e > 2 . 10-22 років.

Не бере участі у сильній взаємодії, лептон. Сучасна фізика розглядає електрон як істинно елементарну частинку, що не має структури та розмірів. Якщо останні і відмінні від нуля, то радіус електрона r e< 10 -18 м

1.Предісторія відкриття

Невизначеність була у принципово важливому пункті. Спочатку електрон з'явився як результат атомістичного тлумачення законів електролізу, потім його виявили в газовому розряді. Було не ясно, чи має фізика насправді справу з одним і тим самим об'єктом. Велика група скептично налаштованих натуралістів вважала, що елементарний заряд є статистичним середнім зарядом найрізноманітнішої величини. Тим більше що жоден з дослідів з вимірювання заряду електрона не давав значень, що строго повторюються.
Були скептики, які загалом ігнорували відкриття електрона. Академік О.Ф. Іоффе у спогадах про свого вчителя В.К. Рентгені писав: «До 1906 – 1907 рр. в. слово електрон не мало вимовлятися у фізичному інституті Мюнхенського університету. Рентген вважав його недоведеною гіпотезою, яка застосовується часто без достатніх підстав і без потреби».

Не було вирішено питання про масу електрона, не доведено, що і на провідниках, і діелектриках заряди складаються з електронів. Поняття «електрон» у відсутності однозначного тлумачення, бо експеримент не розкрив ще структури атома (планетарна модель Резерфорда з'явиться 1911 р., а теорія Бора - 1913г.).

Електрон ще не вийшов із рамок «чистої» науки. Нагадаємо, що перша електронна лампа з'явилася лише у 1907 р. Для переходу від віри до переконання необхідно було перш за все ізолювати електрон, винайти метод безпосереднього та точного виміру елементарного заряду.

Вирішення цього завдання не забарилося. У 1752 р. була вперше висловлена думка про дискретність електричного заряду Б. Франкліном. Експериментально дискретність зарядів було обгрунтовано законами електролізу, відкритими М. Фарадеєм в 1834 р. Числове значення елементарного заряду (найменшого електричного заряду, що у природі) було теоретично обчислено виходячи з законів електролізу з допомогою числа Авогадро. Прямий експериментальний вимір елементарного заряду було виконано Р. Міллікеном у класичних дослідах, виконаних у 1908 – 1916 роках. Ці досліди дали також незаперечний доказ атомізму електрики. Згідно з основними уявленнями електронної теорії заряд якого-небудь тіла виникає в результаті зміни кількості електронів, що міститься в ньому (або позитивних іонів, величина заряду яких кратна заряду електрона). Тому заряд будь-якого тіла повинен змінюватися стрибкоподібно і такими порціями, що містять цілу кількість зарядів електрона. Встановивши на досвіді дискретний характер зміни електричного заряду, Р. Міллікен зміг отримати підтвердження існування електронів та визначити величину заряду одного електрона (елементарний заряд), використовуючи метод масляних крапель. В основу методу покладено вивчення руху заряджених крапель олії в однорідному електричному полі відомої напруженості Е.

2. Відкриття електрона:

Якщо відволіктися від того, що передувало відкриттю першої елементарної частинки - електрона, і від того, що супроводжувало цю видатну подію, можна сказати коротко: в 1897 відомий англійський фізик ТОМСОН Джозеф Джон (1856-1940 рр.) виміряв питомий заряд q катодно-променевих частинок - "корпускул", як він їх назвав, за відхиленням катодних променів *) в електричному та магнітному полях.

Зі порівняння отриманого числа з відомим на той час питомим зарядом одновалентного іона водню, шляхом непрямих міркувань він дійшов висновку, що маса цих частинок, що отримали пізню назву "електрони", значно менше (більш ніж тисячу разів) маси найлегшого іону водню.

У тому ж, 1897 року він висунув гіпотезу, що електрони є складовою атомів, а катодні промені - не атоми чи електромагнітне випромінювання, як вважали деякі дослідники властивостей променів. Томсон писав: " Таким чином, катодні промені є новим станом речовини, істотно відмінним від звичайного газоподібного стану ...; у цьому новому стані матерія являє собою речовину, з якої побудовані всі елементи ".

З 1897 корпускулярна модель катодних променів стала завойовувати загальне визнання, хоча про природу електрики були найрізноманітніші судження. Так, німецький фізик Е.Віхерт вважав, що "електрика є щось уявне, що існує реально тільки в думках", а відомий англійський фізик лорд Кельвін у тому ж, 1897 писав про електрику як про якусь "безперервну рідину".

Думка Томсона про катодно-променеві корпускули як про основні компоненти атома не була зустрінута з великим ентузіазмом. Деякі його колеги вирішили, що він містифікував їх, коли висловив припущення, що частинки катодних променів слід розглядати як можливі компоненти атома. Справжня роль томсонівських корпускул у структурі атома могла бути зрозуміла у поєднанні з результатами інших досліджень, зокрема, з результатами аналізу спектрів та вивчення радіоактивності.

29 квітня 1897 року Томсон зробив своє знамените повідомлення на засіданні Лондонського королівського товариства. Точний час відкриття електрона - день і годину - неможливо назвати через його своєрідність. Ця подія стала результатом багаторічної роботи Томсона та його співробітників. Ні Томсон, ні будь-хто інший ніколи не спостерігали електрон у буквальному сенсі, нікому не вдалося виділити окрему частинку з пучка катодних променів і виміряти її питомий заряд. Автором відкриття є Дж. Дж. Томсон тому, що його уявлення про електрон були близькі до сучасних. У 1903 році він запропонував одну з перших моделей атома - "пудинг із родзинками", а в 1904 припустив, що електрони в атомі поділяються на групи, утворюючи різні зміни, що зумовлюють періодичність хімічних елементів.

Місце відкриття точно відоме - Кавендіська лабораторія (Кембридж, Великобританія). Створена в 1870 році Дж.К.Максвеллом, у наступні сто років вона стала "колискою" цілого ланцюга блискучих відкриттів у різних галузях фізики, особливо в атомній та ядерній. Директорами її були: Максвелл Дж.К. - З 1871 по 1879 рік, лорд Релей - з 1879 по 1884 рік, Томсон Дж.Дж. - З 1884 по 1919 рік, Резерфорд Е. - з 1919 по 1937 рік, Брег Л. - з 1938 по 1953; заступником директора у 1923-1935 роках – Чедвік Дж.

Наукові експериментальні дослідження проводилося одним вченим чи невеликою групою у атмосфері творчого пошуку. Лоуренс Брегг згадував згодом про свою роботу в 1913 році разом з батьком, Генрі Бреггом: "Це був чудовий час, коли нові захоплюючі результати отримували майже щотижня, подібно до відкриття нових золотоносних районів, де самородки можна підбирати прямо з землі. Це тривало аж до землі. початку війни *), яка припинила нашу спільну роботу».

3.Методи відкриття електрона:

3.1.Досвід Томсона

Джозеф Джон ТОМСОН Joseph John Thomson, 1856–1940

Англійський фізик, більш відомий просто як Дж. Дж. Томсон. Народився в Читем-Хіллі (Cheetham Hill), передмісті Манчестера, у сім'ї букініста-антиквара. У 1876 виграв стипендію на навчання в Кембриджі. У 1884-1919 роках - професор кафедри експериментальної фізики Кембриджського університету та за сумісництвом - керівник Кавендіської лабораторії, яка зусиллями Томсона перетворилася на один із найвідоміших науково-дослідних центрів світу. Одночасно у 1905-1918 роках – професор Королівського інституту в Лондоні. Лауреат Нобелівської премії з фізики 1906 з формулюванням «за дослідження проходження електрики через гази», яка, природно, включає і відкриття електрона. Син Томсона Джордж Паджет Томсон (George Paget Thomson, 1892-1975) також згодом став Нобелівським лауреатом з фізики - 1937 року за експериментальне відкриття дифракції електронів на кристалах.

У 1897 році молодий англійський фізик Дж. Дж. Томсон прославився у століттях як першовідкривач електрона. У своєму досвіді Томсон використовував удосконалену катодно-променеву трубку, конструкція якої була доповнена електричними котушками, що створювали (згідно із законом Ампера) всередині трубки магнітне поле, та набором паралельних електричних конденсаторних пластин, що створювали всередині трубки електричне поле. Завдяки цьому з'явилася можливість дослідити поведінку катодних променів під впливом магнітного і електричного поля.

Використовуючи трубку нової конструкції, Томсон послідовно показав, що: (1) катодні промені відхиляються в магнітному полі без електричного; (2) катодні промені відхиляються в електричному полі без магнітного; і (3) при одночасному дії електричного та магнітного полів збалансованої інтенсивності, орієнтованих у напрямках, що викликають окремо відхилення у протилежні сторони, катодні промені поширюються прямолінійно, тобто дія двох полів взаємно врівноважується.

Томсон з'ясував, що співвідношення між електричним та магнітним полями, при якому їхня дія врівноважується, залежить від швидкості, з якої рухаються частки. Провівши низку вимірювань, Томсон зміг визначити швидкість руху катодних променів. Виявилося, що вони рухаються значно повільніше за швидкість світла, з чого випливало, що катодні промені можуть бути лише частинками, оскільки будь-яке електромагнітне випромінювання, включаючи саме світло, поширюється зі швидкістю світла (див. Спектр електромагнітного випромінювання). Ці невідомі частки. Томсон назвав "корпускулами", але незабаром вони почали називатися "електронами".

Відразу стало ясно, що електрони повинні існувати у складі атомів - інакше, звідки вони взялися? 30 квітня 1897 - дата доповіді Томсоном отриманих ним результатів на засіданні Лондонського королівського товариства - вважається днем народження електрона. І цього дня відійшло у минуле уявлення про «неподільність» атомів (див. Атомна теорія будови речовини). Разом з відкриттям атомного ядра (див. Досвід Резерфорда) через десять з невеликим років відкриття електрона заклало основу сучасної моделі атома.

Описані вище «катодні», а точніше, електронно-променеві трубки стали найпростішими попередницями сучасних телевізійних кінескопів і комп'ютерних моніторів, в яких строго контрольовані кількості електронів вибиваються з поверхні розжареного катода, під впливом змінних магнітних полів відхиляються під строго заданими. , утворюючи ними чітке зображення, що виникає внаслідок фотоелектричного ефекту, відкриття якого було б неможливим без нашого знання істинної природи катодних променів.

3.2.Досвід Резерфорда

Ернест Резерфорд, Барон Резерфорд Нельсонський I Ernest Rutherford, First Baron Rutherford of Nelson, 1871-1937

Новозеландський фізик. Народився у Нельсоні, у сім'ї фермера-ремісника. Виграв стипендію для здобуття освіти у Кембриджському університеті в Англії. Після його закінчення отримав призначення в канадський університет Мак-Гілл (McGill University), де спільно з Фредеріком Содді (Frederick Soddy, 1877-1966) встановив основні закономірності явища радіоактивності, за що в 1908 був удостоєний Нобелівської премії з хімії. Невдовзі вчений перебрався до Манчестерського університету, де під його керівництвом Ганс Гейгер (Hans Geiger, 1882-1945) винайшов свій знаменитий лічильник Гейгера, зайнявся дослідженнями будови атома і в 1911 відкрив існування атомного ядра. У роки Першої світової війни займався розробкою сонарів (акустичних радарів) виявлення підводних човнів противника. У 1919 році був призначений професором фізики та директором Кавендіської лабораторії Кембриджського університету і в тому ж році відкрив розпад ядра внаслідок бомбардування важкими частинками високих енергій. На цій посаді Резерфорд залишався до кінця життя, одночасно будучи впродовж багатьох років президентом Королівського наукового товариства. Похований у Вестмінстерському абатстві поряд із Ньютоном, Дарвіном та Фарадеєм.

Ернест Резерфорд – унікальний вчений у тому плані, що свої головні відкриття він зробив уже після здобуття Нобелівської премії. У 1911 році йому вдався експеримент, який не тільки дозволив вченим заглянути вглиб атома і отримати уявлення про його будову, а й став взірцем витонченості та глибини задуму.

Використовуючи природне джерело радіоактивного випромінювання, Резерфорд побудував гармату, що давала спрямований і сфокусований потік частинок. Гармата була свинцевою скринькою з вузьким прорізом, всередину якого був поміщений радіоактивний матеріал. Завдяки цьому частинки (в даному випадку альфа-частинки, що складаються з двох протонів і двох нейтронів), що випускаються радіоактивною речовиною у всіх напрямках, крім одного, поглиналися свинцевим екраном, і лише через проріз вилітав спрямований пучок альфа-частинок.

Схема досвіду

Далі на шляху пучка стояло ще кілька свинцевих екранів з вузькими прорізами, що відсікали частинки, що відхиляються від строго

заданого спрямування. У результаті до мішені підлітав ідеально сфокусований пучок альфа-часток, а сама мішень була найтоншим листом золотої фольги. У неї й ударяв альфа-промінь. Після зіткнення з атомами фольги альфа-частинки продовжували свій шлях і потрапляли на люмінесцентний екран, встановлений за мішені, на якому при попаданні на нього альфа-частинок реєструвалися спалахи. За ними експериментатор міг судити, скільки і наскільки альфа-частинки відхиляються від напряму прямолінійного руху внаслідок зіткнень з атомами фольги.

Резерфорд, однак, зауважив, що ніхто з його попередників навіть не пробував перевірити експериментально, чи не відхиляються деякі альфа-частинки під великими кутами. Модель сітки із родзинками просто не допускала існування в атомі настільки щільних і важких елементів структури, що вони могли б відхиляти швидкі альфа-частинки на значні кути, тому ніхто й не переймався тим, щоб перевірити таку можливість. Резерфорд попросив одного зі своїх студентів переобладнати установку таким чином, щоб можна було спостерігати розсіювання альфа-частинок під великими кутами відхилення - просто для очищення совісті, щоб остаточно унеможливити таку можливість. Як детектор використовувався екран з покриттям з сульфіду натрію - матеріалу, що дає флуоресцентний спалах при попаданні в нього альфа-частинки. Яке ж було здивування не лише студента, який безпосередньо проводив експеримент, а й самого Резерфорда, коли з'ясувалося, що деякі частинки відхиляються на кути аж до 180°!

Картина атома, намальована Резерфордом за наслідками досвіду, нам сьогодні добре знайома. Атом складається з надщільного, компактного ядра, що несе на собі позитивний заряд, та негативно заряджених легких електронів навколо нього. Пізніше вчені підвели під цю картину надійну теоретичну базу, але почалося все з простого експерименту з маленьким зразком радіоактивного матеріалу і шматком золотої фольги.

3.2.Метод Мілікена

3.2.1. Коротка біографія:

Роберт Міллікен народився 1868 р. у штаті Іллінойс у бідній родині священика. Дитинство його пройшло у провінційному містечку Маквокета, де багато уваги приділяли спорту та погано вчили. Директор середньої школи, який викладав фізику, говорив, наприклад, своїм молодим слухачам: «Як це можна з хвиль зробити звук? Нісенітниця, хлопчики, все це нісенітниця!

3.2.2. Перші досліди та вирішення проблем:

Перші досліди зводилися до наступного. Між пластинками плоского конденсатора, на які подавалося напруга 4000 В, створювалася хмара, що складалася з крапель води, що осіли на іонах. Спочатку спостерігалося падіння вершини хмари без електричного поля. Потім утворювалася хмара при включеній напрузі. Падіння хмари відбувалося під дією сили тяжіння та електричної сили.
Відношення сили, що діє на краплю у хмарі, до швидкості, яку вона набуває, однаково у першому та у другому випадку. У першому випадку сила дорівнює mg, у другому mg+qE де q - заряд краплі, Е - напруженість електричного поля. Якщо швидкість у першому випадку дорівнює 1 у другому 2 , то

Знаючи залежність швидкості падіння хмари від в'язкості повітря, можна обчислити шуканий заряд q. Однак цей метод не давав бажаної точності, тому що містив гіпотетичні припущення, які не піддаються контролю експериментатора.

Розмірковуючи над цією проблемою, Міллікен і прийшов до класичного методу крапель, що відкрив цілу низку несподіваних можливостей. Історію винаходу надамо розповісти самому автору:
«Усвідомлюючи, що швидкість випаровування крапель залишалася невідомою, я спробував вигадати спосіб, який цілком виключив би цю невизначену величину. Мій план полягав у наступному. У попередніх дослідах електричне поле могло лише трохи збільшити чи зменшити швидкість падіння верхівки хмари під впливом сили тяжіння. Тепер я хотів це поле посилити настільки, щоб верхня поверхня хмари залишалася на постійній висоті. У цьому випадку з'явилася можливість з точністю визначити швидкість випаровування хмари і взяти її до уваги при обчисленнях».

Для реалізації цієї ідеї Міллікен сконструював невелику за габаритами акумуляторну батарею, що давала напругу до 10 4 (для того часу це було видатним досягненням експериментатора). Вона мала створювати поле, досить сильне, щоб хмара утримувалася, як «труна Магомета», у підвішеному стані. «Коли у мене все було готове, - розповідає Міллікен, і коли утворилася хмара, я повернув вимикач і хмара опинилась в електричному полі. І цієї миті вона на моїх очах розтанула, іншими словами, від цілої хмари не залишилося і маленького шматочка, який можна було б спостерігати за допомогою контрольного оптичного приладу, як це робив Вільсон і збирався робити я. Як мені спочатку здалося, безслідне зникнення хмари в електричному полі між верхньою та нижньою платівками означало, що експеримент закінчився безрезультатно...» Однак, як це нерідко бувало в історії науки, невдача породила нову ідею. Вона і призвела до знаменитого методу крапель. «Повторні досліди, – пише Міллікен, – показали, що після розсіювання хмари в потужному електричному полі на його місці. можна було розрізнити кілька окремих водяних крапель»(підкреслено мною.- В. Д.). «Невдалий» досвід призвів до відкриття можливості утримувати в рівновазі та спостерігати окремі крапельки протягом досить тривалого часу.

Через 7 чи 8 хв. хмара розсіюється, й у зору залишається невелике число крапель, заряд яких відповідає зазначеному рівновазі сил.

Міллікен спостерігав ці краплі у вигляді яскравих яскравих точок. «Історія цих крапель протікає звичайно так, - пише він. . Потім поле починає переважати, і краплі починають повільно підніматися. Під кінець їхнього життя в просторі між пластинами цей висхідний рух стає дуже прискореним, і вони притягуються з великою швидкістю до верхньої пластини».

3.2.3. Опис установки:

Від акумуляторної батареї на пластини конденсатора подавалася напруга 10 4 В. За допомогою перемикача можна було закорочувати пластини і цим зруйнують електричне поле.

За допомогою спеціального пристрою опусканням поршня провадилося розширення газу. Через 1 - 2 після розширення радій видалявся або затулявся свинцевим екраном. Потім включалося електричне поле і починалося спостереження крапель зорову трубу. Труба мала шкалу, якою можна було відраховувати шлях, пройдений краплею за певний проміжок часу. Час фіксувався по точних годинниках з арретиром.

«Працюючи над виваженими краплями, – пише Міллікен, – я кілька разів забував закривати їх від променів радію. Тоді мені доводилося помічати, що час від часу одна з крапель раптово змінювала свій заряд і починала рухатися вздовж поля або проти нього, очевидно, захопивши в першому випадку позитивний, а в другому негативний іон. Це відкривало можливість вимірювати з достовірністю як заряди окремих крапель, як це робив до того часу, а й заряд окремого атмосферного іона.

Справді, вимірюючи швидкість однієї й тієї ж краплі двічі, один раз до, а другий раз після захоплення іона, я, очевидно, міг цілком виключити властивості краплі та властивості середовища та оперувати з величиною, пропорційною лише заряду захопленого іона».

3.2.4. Обчислення елементарного заряду:

Елементарний заряд обчислювався Міллікеном на підставі таких міркувань. Швидкість руху краплі пропорційна силі, що діє на неї, і не залежить від заряду краплі.
Якщо крапля падала між пластинами конденсатора під дією лише сили тяжіння зі швидкістю υ, то

При включенні поля, спрямованого проти сили тяжіння, силою, що діє, буде різниця qE - mg, де q - заряд краплі, Е - модуль напруженості поля.

Швидкість краплі дорівнюватиме:

υ 2 =k(qE-mg) (2)

Якщо розділити рівність (1) на (2) , отримаємо

Звідси

Нехай крапля захопила іон і її заряд став дорівнює q", а швидкість руху υ 2 . Заряд цього захопленого іона позначимо через e.

Тоді e = q "- q.

Використовуючи (3), отримаємо

Величина - постійна даної краплі.

3.2.5. Висновки з методу Міллікена

Отже, кожен захоплений краплею заряд буде пропорційний різниці швидкостей (? 2 - ? 2), інакше кажучи, пропорційний зміні швидкості краплі внаслідок захоплення іона! шлях був пройдений.Численні спостереження показали справедливість формули (4).Виявилося, що величина е може змінюватися тільки стрибками!Завжди спостерігаються заряди е, 2е, 3e, 4е і т.д.

«У багатьох випадках, – пише Міллікен, – крапля спостерігалася протягом п'яти чи шести годин, і за цей час вона захоплювала не вісім чи десять іонів, а сотні їх. Загалом я спостерігав таким шляхом захоплення багатьох тисяч іонів, і у всіх випадках захоплений заряд... був або точно дорівнює найменшому з усіх захоплених зарядів, або він дорівнював невеликому цілому кратному цієї величини. У цьому полягає прямий і незаперечний доказ того, що електрон не є «статистичний середній», але що всі електричні заряди на іонах або точно дорівнюють заряду електрона, або представляють невеликі цілі кратні цього заряду».

Метод Міллікена дозволив однозначно відповісти на це запитання. У перших дослідах заряди створювалися іонізацією нейтральних молекул газу потоком радіоактивного випромінювання. Вимірювався заряд іонів, захоплених краплями.

При розбризкуванні рідини пульверизатором краплі електризуються завдяки тертю. Це було добре відомо ще у ХІХ ст. Чи ці заряди є також квантованими, як і заряди іонів? Міллікен «зважує» краплі після розбризкування і проводить вимірювання зарядів описаним вище способом. Досвід виявляє таку ж дискретність електричного заряду.

Бризгаючи краплі олії (діелектрика), гліцерину (напівпровідника), ртуті (провідника), Міллікен доводить, що заряди на тілах будь-якої фізичної природи складаються у всіх без винятку випадках з окремих елементарних порцій строго постійної величини. У 1913 р. Міллікен підсумовує результати численних експериментів і дає елементарного заряду таке значення: е = 4,774 . 10 -10 од. заряду СДСЄ. Так було встановлено одну з найважливіших констант сучасної фізики. Визначення електричного заряду стало простим арифметичним завданням.

3.4 Метод візуалізації Комптону:

Велику роль зміцненні думки реальності електрона зіграло відкриття Ч.Т.Р. Вільсоном ефекту конденсації водяної пари на іонах, що призвело до можливості фотографування треків частинок.

Розповідають, що А. Комптон на лекції ніяк не міг переконати скептично налаштованого слухача насправді існування мікрочастинок. Той твердив, що повірить, тільки побачивши їх на власні очі.
Тоді Комптон показав фотографію з треком α-частинки, поруч із яким був відбиток пальця. Чи знаєте ви, що це таке? - спитав Комптон. "Палець", - відповів слухач. "У такому випадку, - заявив урочисто Комптон, - ця смуга, що світиться, і є частка".
Фотографії треків електронів не лише свідчили про реальність електронів. Вони підтверджували припущення про небагато розмірів електронів та дозволяли порівняти з досвідом результати теоретичних розрахунків, у яких фігурував радіус електрона. Досліди, початок яким було покладено Ленардом при дослідженні проникаючої здатності катодних променів, показали, що дуже швидкі електрони, що викидають радіоактивні речовини, дають треки в газі у вигляді прямих ліній. Довжина треку пропорційна енергії електрона. Фотографії треків α-часток великої енергії показують, що треки складаються з великої кількості точок. Кожна точка – водяна крапелька, що виникає на іоні, що утворюється внаслідок зіткнення електрона з атомом. Знаючи розміри атома та їхню концентрацію, ми можемо обчислити число атомів, крізь які має пройти α-частка на даній відстані. Простий розрахунок показує, що α-частка має пройти приблизно 300 атомів, перш ніж вона зустріне на шляху один з електронів, що становлять оболонку атома, і здійснить іонізацію.

З теорії розсіювання можна отримати дані для оцінки кутів відхилення залежно від енергії електронів. Ці дані добре підтверджуються під час аналізу реальних треків, Збіг теорії з експериментом зміцнило уявлення про електроні, як найдрібнішій частинці речовини.

Висновок:

Вимір елементарного електричного заряду відкрило можливість точного визначення низки найважливіших фізичних констант.
Знання величини е автоматично дає можливість визначити значення фундаментальної константи – постійної Авогадро. До дослідів Міллікена існували лише грубі оцінки постійної Авогадро, які давалися кінетичною теорією газів. Ці оцінки спиралися на обчислення середнього радіусу молекули повітря і коливалися досить широких межах від 2 . 10 23 до 20 . 10 23 1/моль.

Якщо маса речовини, що відклалася, дорівнює одному молю,

то Q = F-постійна Фарадея, причому F = N 0 e, звідки:

Очевидно, що точність визначення постійної Авогадро визначається точністю, з якою вимірюється заряд електрона. Практика вимагала збільшення точності визначення фундаментальних констант, і це стало одним із стимулів до продовження вдосконалення методики вимірювань кванта електричного заряду. Робота ця, що носить чисто метрологічний характер, триває досі.

Найбільш точними в даний час є значення:

е = (4,8029 ± 0,0005) 10 -10 . од. заряду СДСЄ;

N 0 = (6,0230±0,0005) 1023 1/моль.

Знаючи N o , можна визначити число молекул газу в 1 см 3 оскільки обсяг, займаний 1 молем газу, являє собою вже відому постійну величину.

Знання числа молекул газу в 1 см 3 дало можливість визначити середню кінетичну енергію теплового руху молекули. Нарешті, за зарядом електрона можна визначити постійну Планку та постійну Стефана-Больцмана в законі теплового випромінювання.

Міністерство освіти РФ

Амурський Державний Педагогічний університет

Методи визначення елементарного електричного заряду

Виконав студент 151г.

Вензелєв А.А

Перевірив: Черанєва Т.Г

Вступ.

1. Передісторія відкриття електрона

2. Історія відкриття електрона

3. Досліди та методи відкриття електрона

3.1.Досвід Томсона

3.2.Досвід Резерфорда

3.3. Метод Міллікена

3.3.1. коротка біографія

3.3.2. Опис установки

3.3.3. Обчислення елементарного заряду

3.3.4. Висновки з методу

3.4. Метод візуалізації Комптону

Висновок.

Вступ:

Заряд електрона - 1,6021892. 10 -19 Кл

4,803242. 10 -10 од. СДСЕ

Маса електрона 9,109534. 10 -31 кг

Питомий заряд e/m e 1,7588047. 10 11 Кл. кг -1

Магнітний момент електрона дорівнює - 1,00116 м б, де б - магнетон Бора.

Електронна стабільна частка. Згідно з експериментальними даними, час життя t e > 2 . 10-22 років.

1.Предісторія відкриття

2. Відкриття електрона:

Якщо відволіктися від того, що передувало відкриттю першої елементарної частки - електрона, і від того, що супроводжувало цю видатну подію, можна сказати коротко: в 1897 відомий англійський фізик ТОМСОН Джозеф Джон (1856-1940 рр.) виміряв питомий заряд q катодно-променевих частинок - "корпускул", як він їх назвав, за відхиленням катодних променів *) в електричному та магнітному полях.

3.Методи відкриття електрона:

3.1.Досвід Томсона

Джозеф Джон ТОМСОН Joseph John Thomson, 1856–1940