“Xác định điện tích của một electron. Xác định điện tích nguyên tố bằng phương pháp điện phân Đo điện tích cơ bản

Ghi chú có phương pháp. Các em học sinh đã biết từ phân môn hóa học và phần tương ứng của chương trình lớp VII. Bây giờ bạn cần hiểu sâu hơn về hạt cơ bản đầu tiên của vật chất, nhớ lại những gì đã được nghiên cứu, kết nối nó với chủ đề đầu tiên của phần "Tĩnh điện" và chuyển sang mức độ giải thích cao hơn về điện tích cơ bản. Cần lưu ý sự phức tạp của khái niệm điện tích. Sự lạc đề được đề xuất có thể giúp tiết lộ khái niệm này và đi vào trọng tâm của vấn đề.

Electron có một lịch sử phức tạp. Để đạt được mục tiêu một cách ngắn nhất, nên dẫn dắt câu chuyện như sau.

Việc phát hiện ra electron là kết quả của nhiều thí nghiệm. Đến đầu TK XX. sự tồn tại của electron đã được thiết lập trong một số thí nghiệm độc lập. Nhưng, bất chấp tài liệu thực nghiệm khổng lồ được tích lũy bởi toàn bộ các trường quốc gia, electron vẫn là một hạt giả thuyết, bởi vì kinh nghiệm vẫn chưa trả lời được một số câu hỏi cơ bản.

Trước hết, không có một thí nghiệm nào trong đó các electron riêng lẻ sẽ tham gia. Điện tích cơ bản được tính toán trên cơ sở các phép đo điện tích vi mô với giả thiết rằng một số giả thuyết là đúng.

Có những người hoài nghi thường phớt lờ việc khám phá ra electron. Viện sĩ A.F. Ioffe đã viết trong hồi ký của mình về những nhu cầu của người thầy V.K.

Câu hỏi về khối lượng của electron vẫn chưa được giải quyết, người ta chưa chứng minh được rằng cả trên vật dẫn và chất điện môi đều chứa các điện tích. Khái niệm "electron" không có cách giải thích rõ ràng, bởi vì thí nghiệm vẫn chưa tiết lộ cấu trúc của nguyên tử (mô hình hành tinh của Rutherford xuất hiện năm 1911, và lý thuyết của Bohr năm 1913).

Electron vẫn chưa đi vào cấu trúc lý thuyết. Thuyết electron của Lorentz đặc trưng cho mật độ điện tích phân bố liên tục. Trong lý thuyết về độ dẫn điện của kim loại do Drude phát triển, đó là về các điện tích rời rạc, nhưng đây là các điện tích tùy ý, về giá trị mà không có giới hạn nào được áp đặt.

Electron vẫn chưa rời khỏi khuôn khổ của khoa học "thuần túy". Nhớ lại rằng chiếc đèn điện tử đầu tiên chỉ xuất hiện vào năm 1907.

Để chuyển từ niềm tin sang niềm tin, trước hết cần phải cô lập electron, phát minh ra phương pháp đo trực tiếp và chính xác điện tích cơ bản.

Một vấn đề như vậy đã được nhà vật lý người Mỹ Robert Millikan (1868-1953) giải quyết trong một loạt các thí nghiệm tinh vi bắt đầu vào năm 1906.

Robert Milliken sinh năm 1868 tại Illinois trong một gia đình linh mục nghèo. Anh đã trải qua thời thơ ấu của mình ở thị trấn tỉnh Makvoket, nơi dành nhiều sự quan tâm cho thể thao và bị dạy dỗ tồi tệ. Chẳng hạn, hiệu trưởng của một trường trung học dạy vật lý đã nói với các học sinh nhỏ tuổi của mình: "Làm sao các em có thể tạo ra âm thanh từ sóng?

Cao đẳng Oberdeen cũng không khá hơn, nhưng Millikan, người không được hỗ trợ vật chất, phải tự dạy vật lý ở trường trung học. Ở Mỹ lúc bấy giờ chỉ có hai cuốn sách giáo khoa về vật lý được dịch từ tiếng Pháp, và chàng trai tài năng đã không quản ngại khó khăn để nghiên cứu chúng và dạy chúng thành công. Năm 1893, ông vào Đại học Columbia, sau đó đi du học Đức.

Millikan 28 tuổi khi anh nhận được lời đề nghị từ A. Michelson để đảm nhận vị trí trợ lý tại Đại học Chicago. Khi bắt đầu, ông hầu như chỉ tham gia vào công việc sư phạm ở đây, và chỉ ở tuổi bốn mươi, ông mới bắt đầu nghiên cứu khoa học, điều này đã mang lại cho ông danh tiếng trên toàn thế giới.

Tỉ số giữa lực tác dụng lên một đám mây và tốc độ nó thu được là như nhau trong trường hợp thứ nhất và thứ hai. Trong trường hợp thứ nhất, lực bằng mg, trong trường hợp thứ hai, mg + qE, trong đó q là điện tích của quả rơi, E là cường độ điện trường. Nếu tốc độ trong trường hợp thứ nhất bằng v 1 trong trường hợp thứ hai bằng v 2 thì

Biết sự phụ thuộc của vận tốc rơi của đám mây v vào độ nhớt của không khí, ta có thể tính được điện tích q cần thiết. Tuy nhiên, phương pháp này không cho độ chính xác như mong muốn vì nó chứa đựng những giả thiết nằm ngoài tầm kiểm soát của người thực nghiệm.

Để tăng độ chính xác của phép đo, trước hết cần phải tìm cách tính đến sự bốc hơi của đám mây, điều này chắc chắn xảy ra trong quá trình đo.

Suy nghĩ về vấn đề này, Millikan đã đưa ra phương pháp thả cổ điển, phương pháp này mở ra một số khả năng bất ngờ. Hãy để tác giả kể câu chuyện về phát minh:

“Nhận thấy tốc độ bay hơi của các giọt vẫn chưa biết, tôi đã cố gắng nghĩ ra một phương pháp có thể loại bỏ hoàn toàn giá trị không chắc chắn này. Kế hoạch của tôi như sau. Trong các thí nghiệm trước, điện trường chỉ có thể làm tăng hoặc giảm một chút tốc độ của đỉnh của đám mây rơi xuống dưới tác động của trọng lực. Bây giờ nhưng tôi muốn củng cố trường đó để bề mặt trên của đám mây vẫn ở độ cao không đổi. Trong trường hợp này, có thể xác định chính xác tốc độ bay hơi của đám mây và tính đến nó trong các tính toán. " Để thực hiện ý tưởng này, Milliken đã thiết kế một cục pin nhỏ cho hiệu điện thế lên tới 104 V (thời đó đây là một thành tựu xuất sắc của người làm thí nghiệm). Cô phải tạo ra một trường đủ mạnh để giữ cho đám mây, giống như "quan tài của Mohammed", ở trạng thái lơ lửng.

“Khi mọi thứ đã sẵn sàng cho tôi,” Milliken nói, “và khi đám mây hình thành, tôi vặn công tắc, và đám mây ở trong một điện trường. Và ngay lập tức nó tan chảy trước mắt tôi, nói cách khác, thậm chí không mảnh nhỏ còn lại của toàn bộ đám mây, có thể được quan sát với sự trợ giúp của thiết bị quang học điều khiển, như Wilson đã làm và tôi sẽ làm. Theo tôi lúc đầu, sự biến mất của đám mây không để lại dấu vết điện trường giữa các tấm trên và dưới có nghĩa là thí nghiệm đã kết thúc mà không có kết quả ... "

Tuy nhiên, như thường lệ trong lịch sử khoa học, thất bại đã làm nảy sinh một ý tưởng mới. Cô ấy đã dẫn đến phương pháp nổi tiếng của giọt. “Các thí nghiệm lặp đi lặp lại,” Millikan viết, “cho thấy sau khi đám mây tan biến trong một điện trường mạnh, có thể phân biệt được một số giọt nước riêng biệt ở vị trí của nó” (tôi nhấn mạnh - V.D.).

Trải nghiệm "không may" đã dẫn đến việc khám phá ra khả năng giữ ở trạng thái cân bằng và quan sát các giọt riêng lẻ trong một thời gian đủ dài.

Nhưng trong thời gian quan sát, khối lượng của giọt nước đã thay đổi đáng kể do sự bay hơi, và Millikan, sau nhiều ngày tìm kiếm, đã chuyển sang thí nghiệm với giọt dầu.

Quy trình thử nghiệm hóa ra lại đơn giản. Sự giãn nở đoạn nhiệt giữa các bản của tụ điện tạo thành một đám mây. Nó bao gồm các giọt có điện tích có mô đun và dấu hiệu khác nhau. Khi bật điện trường, các giọt có cùng điện tích với điện tích của bản trên của tụ điện rơi nhanh dần đều, còn những giọt có điện tích trái dấu thì bị bản trên hút. Nhưng một số giọt nhất định có điện tích sao cho lực hấp dẫn cân bằng với lực điện.

Sau 7 hoặc 8 phút, đám mây tan biến và một số giọt nhỏ vẫn còn trong trường nhìn, điện tích của nó tương ứng với sự cân bằng lực đã nói.

Millikan quan sát những giọt này như những chấm sáng riêng biệt. Ông viết: “Lịch sử của những giọt nước này thường diễn ra như sau. và chúng trở nên bất động trong một thời gian khá dài. Sau đó, trường bắt đầu chiếm ưu thế và các giọt bắt đầu tăng lên từ từ. Về cuối vòng đời của chúng trong không gian giữa các tấm, chuyển động hướng lên này trở nên được gia tốc rất mạnh và chúng bị hút với tốc độ lớn đến đĩa trên. "

Sơ đồ lắp đặt Millikan, với sự trợ giúp của các kết quả quyết định đã thu được vào năm 1909, được thể hiện trong Hình 17.

Trong buồng C có đặt một tụ điện phẳng làm bằng đồng thau hình tròn M và N có đường kính 22 cm (khoảng cách giữa chúng là 1,6 cm). Một lỗ nhỏ p được tạo ra ở trung tâm của đĩa trên cùng, qua đó các giọt dầu đi qua. Loại thứ hai được hình thành bằng cách thổi một tia dầu bằng máy phun. Không khí trước đây đã được làm sạch bụi bằng cách đi qua ống có bông thủy tinh. Các giọt dầu có đường kính khoảng 10-4 cm.

Người ta đặt một hiệu điện thế 104 V từ pin B vào các bản tụ điện, dùng công tắc điện có thể làm ngắn mạch các bản tụ điện và từ đó triệt tiêu điện trường.

Giọt dầu rơi giữa hai tấm M và N được chiếu sáng bởi một nguồn mạnh. Hành vi của giọt được quan sát vuông góc với hướng của tia qua kính thiên văn.

Các ion cần thiết cho sự ngưng tụ của các giọt được tạo ra bởi bức xạ từ một mảnh radium nặng 200 mg, nằm ở khoảng cách từ 3 đến 10 cm so với mặt bên của các tấm.

Với sự trợ giúp của một thiết bị đặc biệt, khí đã được mở rộng bằng cách hạ thấp pít-tông. Trong 1–2 giây sau khi mở rộng, radium được lấy ra hoặc được bao phủ bởi một màn chắn chì. Sau đó, điện trường được bật và bắt đầu quan sát các giọt vào kính thiên văn.

Đường ống có một thang chia độ để có thể đếm quãng đường đã đi bằng một lần giảm trong một khoảng thời gian nhất định. Thời gian được ấn định bởi một chiếc đồng hồ chính xác có lồng.

Trong quá trình quan sát, Millikan đã phát hiện ra một hiện tượng đóng vai trò là chìa khóa cho toàn bộ chuỗi các phép đo chính xác sau đó của các điện tích cơ bản riêng lẻ.

Milliken viết: “Trong khi làm việc với những giọt lơ lửng,“ Tôi đã quên đóng chúng khỏi tia radium nhiều lần. Sau đó, tôi tình cờ nhận thấy rằng thỉnh thoảng một trong những giọt đột ngột thay đổi điện tích và bắt đầu di chuyển dọc theo trường hoặc ngược lại rõ ràng là nó bắt giữ trong trường hợp đầu tiên là một dương và trong trường hợp thứ hai là một ion âm. điện tích của một ion khí quyển riêng lẻ.

Thật vậy, bằng cách đo vận tốc của cùng một giọt hai lần, một lần trước và lần thứ hai sau khi bắt giữ ion, tôi rõ ràng có thể loại trừ hoàn toàn các đặc tính của giọt và các đặc tính của môi trường và vận hành với một đại lượng chỉ tỷ lệ với điện tích của ion bị bắt.

Điện tích cơ bản được tính toán bởi Millikan trên cơ sở các cân nhắc sau đây. Tốc độ thả tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên nó và không phụ thuộc vào điện tích của vật rơi.

Nếu thả rơi giữa các bản tụ điện dưới tác dụng của trọng lực chỉ với tốc độ v 1 thì

Khi bật trường hướng ngược lại trọng lực, lực tác dụng sẽ là hiệu số qE = mg, trong đó q là điện tích của vật rơi, E là môđun của cường độ trường.

Tốc độ rơi sẽ là:

v 2 \ u003d k (qE - mg) (2)

Nếu chúng ta chia bình đẳng (1) cho (2), chúng ta nhận được

Để giọt bắt ion và điện tích của nó trở thành q ′ và tốc độ chuyển động v 2 ′. Hãy biểu thị điện tích của ion bị giữ lại này bằng e Khi đó e = q ′ - q.

Sử dụng (3), chúng tôi nhận được

Giá trị là không đổi cho một lần giảm nhất định.

Do đó, bất kỳ điện tích nào bị thu giữ bởi sự thả rơi sẽ tỷ lệ với sự khác biệt về vận tốc (v ′ 2 -v 2), nói cách khác, tỷ lệ với sự thay đổi của tốc độ rơi do bắt giữ ion!

Vì vậy, số đo điện tích cơ bản được rút gọn thành số đo quãng đường đi được khi thả và thời gian mà quãng đường này đi được.

Nhiều quan sát đã chỉ ra tính hợp lệ của công thức (4). Nó chỉ ra rằng giá trị của e chỉ có thể thay đổi trong bước nhảy! Phí e, 2e, 3e, 4e, v.v. luôn được quan sát.

“Trong nhiều trường hợp,” Millikan viết, “một giọt nước được quan sát thấy trong năm hoặc sáu giờ, và trong thời gian này, nó không bắt được tám hoặc mười ion, mà là hàng trăm ion. theo cách này, và trong mọi trường hợp, điện tích bị bắt giữ ... hoặc chính xác bằng giá trị nhỏ nhất của tất cả các điện tích bị giữ lại, hoặc bằng bội số nguyên nhỏ của giá trị này. Đây là bằng chứng trực tiếp và không thể bác bỏ rằng electron không phải là "trung bình thống kê", mà là tất cả các điện tích trên ion hoặc chính xác bằng điện tích của electron, hoặc là bội số nguyên nhỏ của điện tích này.

Vì vậy, thuyết nguyên tử, tính rời rạc, hay nói theo thuật ngữ hiện đại, lượng tử hóa điện tích đã trở thành một thực nghiệm. Bây giờ, điều quan trọng là phải chứng minh rằng electron có mặt ở khắp mọi nơi. Mọi điện tích trong một vật có bản chất bất kỳ đều là tổng của các điện tích cơ bản giống nhau.

Phương pháp của Millikan có thể trả lời rõ ràng câu hỏi này.

Trong các thí nghiệm đầu tiên, các điện tích được tạo ra do sự ion hóa các phân tử khí trung hòa bởi một dòng bức xạ phóng xạ. Người ta đo điện tích của các ion bị thu giữ bởi các giọt.

Khi chất lỏng được phun bằng một bộ phun, các giọt bị nhiễm điện do ma sát. Điều này đã được biết đến nhiều vào thế kỷ 19. Các điện tích này có được lượng tử hóa như các điện tích ion không?

Millikan "cân" các giọt sau khi phun và thực hiện các phép đo điện tích theo cách đã mô tả ở trên. Kinh nghiệm cho thấy sự rời rạc giống nhau của điện tích.

Năm 1913, Milliken tổng hợp kết quả của nhiều thí nghiệm và đưa ra giá trị sau cho điện tích cơ bản: e = 4,774 · 10 -10 đơn vị. tính phí SGSE.

Do đó, một trong những hằng số quan trọng nhất của vật lý hiện đại đã được thiết lập. Việc xác định điện tích đã trở thành một bài toán số học đơn giản.

Hình ảnh điện tử. Một vai trò to lớn trong việc củng cố ý tưởng về thực tế của electron đã được G. A. Wilson phát hiện ra về hiệu ứng ngưng tụ hơi nước trên các ion, dẫn đến khả năng chụp ảnh các dấu vết của hạt.

Họ nói rằng A. Compton tại buổi thuyết trình không thể thuyết phục người nghe hoài nghi về thực tế tồn tại của vi hạt. Anh khẳng định chỉ tin khi tận mắt chứng kiến.

Sau đó, Compton đưa ra một bức ảnh có một vệt hạt α, bên cạnh đó là một dấu vân tay. "Bạn có biết nó là gì không?" Compton hỏi. "Ngón tay," người nghe trả lời. "Trong trường hợp đó," Compton trịnh trọng tuyên bố, "dải sáng này chính là hạt."

Những bức ảnh chụp lại các vết điện tử không chỉ là bằng chứng về thực tế của các điện tử. Họ xác nhận giả thiết về kích thước nhỏ của electron và có thể so sánh với thực nghiệm các kết quả tính toán lý thuyết, trong đó bán kính electron xuất hiện. Các thí nghiệm do Lenard khởi xướng trong việc nghiên cứu sức đâm xuyên của tia âm cực cho thấy rằng các electron phát ra từ chất phóng xạ rất nhanh tạo ra các dấu vết trong chất khí dưới dạng đường thẳng. Chiều dài rãnh tỉ lệ với năng lượng của electron. Ảnh chụp các vệt hạt α năng lượng cao cho thấy rằng các vệt này bao gồm một số lượng lớn các chấm. Mỗi chấm là một giọt nước xuất hiện trên một ion, được hình thành do va chạm của electron với nguyên tử. Biết được kích thước của một nguyên tử và nồng độ của chúng, chúng ta có thể tính được số nguyên tử mà một hạt alpha phải đi qua trong một khoảng cách nhất định. Một phép tính đơn giản cho thấy một hạt α phải đi qua khoảng 300 nguyên tử trước khi nó gặp một trong các electron tạo nên lớp vỏ của nguyên tử trên đường đi và tạo ra ion hóa.

Thực tế này chỉ ra một cách thuyết phục rằng thể tích của electron là một phần không đáng kể của thể tích nguyên tử. Đường của một điện tử có năng lượng thấp bị cong, do đó, một điện tử chậm bị làm lệch hướng bởi trường nội nguyên tử. Nó tạo ra nhiều sự kiện ion hóa hơn trên đường đi của nó.

Từ lý thuyết tán xạ, dữ liệu có thể thu được để ước tính các góc lệch như một hàm của năng lượng electron. Những dữ liệu này được xác nhận rõ ràng bởi việc phân tích các đường đua thực tế. Sự trùng hợp giữa lý thuyết với thực nghiệm đã củng cố ý tưởng về electron là hạt nhỏ nhất của vật chất.

Phép đo điện tích cơ bản đã mở ra khả năng xác định chính xác một số hằng số vật lý quan trọng.

Biết giá trị của e sẽ tự động xác định giá trị của hằng số cơ bản - hằng số Avogadro. Trước các thí nghiệm của Millikan, chỉ có những ước tính sơ bộ về hằng số Avogadro, được đưa ra bởi lý thuyết động học của chất khí. Những ước tính này dựa trên các tính toán về bán kính trung bình của một phân tử không khí và thay đổi trong một phạm vi khá rộng từ 2 · 10 23 đến 20 · 10 23 1 / mol.

Giả sử ta biết điện tích Q đã truyền qua dung dịch sau điện phân và khối lượng chất M đã đóng trên điện cực. Khi đó, nếu điện tích của ion bằng Ze 0 và khối lượng của nó là m 0, thì đẳng thức

Nếu khối lượng của chất lắng bằng một mol, thì Q = F là hằng số Faraday, và F = N 0 e, khi đó N 0 = F / e. Rõ ràng, độ chính xác của việc xác định hằng số Avogadro được đưa ra bởi độ chính xác mà điện tích electron được đo.

Thực tiễn đòi hỏi phải tăng độ chính xác của việc xác định các hằng số cơ bản, và đây là một trong những động lực để tiếp tục cải tiến kỹ thuật đo lượng tử điện tích. Công việc này, vốn đã hoàn toàn mang tính chất đo lường, vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

Các giá trị chính xác nhất hiện tại là:

e \ u003d (4,8029 ± 0,0005) 10 -10 đơn vị. tính phí SGSE;

N 0 \ u003d (6,0230 ± 0,0005) 10 23 1 / mol.

Biết N 0, có thể xác định được số phân tử khí trong 1 cm 3, vì thể tích của 1 mol khí là hằng số đã biết.

Kiến thức về số phân tử khí trong 1 cm 3 lần lượt có thể xác định được động năng chuyển động nhiệt trung bình của phân tử.

Cuối cùng, điện tích của electron có thể được sử dụng để xác định hằng số Planck và hằng số Stefan-Boltzmann trong định luật bức xạ nhiệt.

Công việc đã được thêm vào trang web: 2016-03-13

Là miễn phí

Tìm hiểu chi phí làm việc

robot phòng thí nghiệm

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> PHÍ TIỂU HỌC VÀ KINH NGHIỆM TRIỆU ĐỒNG

; font-family: "Arial" "xml: lang =" uk-UA "lang =" uk-UA "> Mục tiêu rô bốt; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">:; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> nghiên cứu chuyển động của các giọt tích điện trong điện trường và trọng trường (thí nghiệm của Milliken). Định nghĩa điện tích cơ bản.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Thiết bị; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">: Thiết bị Milliken, đồng hồ vạn năng, nguồn điện áp 0 ÷ 600 V, micromet 1 mm 100 vạch chia, 2 đồng hồ bấm giờ, kính 18 x 18 mm, công tắc, chân máy, ống.

; font-family: "Arial"; text-decoration: underline "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Xác định bán kính và điện tích của các giọt tích điện. Đo vận tốc của các giọt ở các điện áp khác nhau và hướng của điện trường.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 1. Bật hệ thống quang học của cài đặt Millikan và hiệu chỉnh micromet bằng kính chia độ đặc biệt.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-GB "lang =" ru-GB "> 2. Đặt điện áp thành 300 V trên thiết lập Millikan. Bơm các giọt dầu vào không gian quan sát trong thiết lập .Điều chỉnh nhẹ hệ thống quang học, quan sát sự chuyển động của giọt dầu Để thay đổi hướng chuyển động của giọt dầu, hãy thay đổi hướng của điện trường với sự trợ giúp của một công tắc.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 3. Sử dụng đồng hồ bấm giờ để xác định thời gian chuyển động; 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 "> của trình đơn đã chọn hướng lên khi vượt qua một khoảng cách nhất định; 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 ">, cũng như thời gian chuyển động; 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 "> cùng một trình đơn thả xuống khi vượt qua một khoảng cách nhất định; font-family: "Arial" "xml: lang =" en-US "lang =" en-US "> S; font-family: "Arial"; vertical-align: sub "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 2; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Khoảng cách di chuyển của một lần thả được xác định là tích số của giá của một vạch chia micromet (xem Mục 1 của nguyên công) bằng số lần chia tỷ lệ đã qua Nhập dữ liệu vào Bảng 1. Lặp lại thí nghiệm với một vài giọt (4 ÷ 6 giọt).

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

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> drop number	; font-family: "Arial" "xml: lang =" en-US "lang =" en-US "> U; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">, V	; 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 "> mm	; 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 "> с	; 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 "> mm	; 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 ">, với

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 4. Lặp lại thí nghiệm trong vài giọt (4 ÷ 6 giọt) ở điện áp Millikan 400 V và 500 V. Nhập dữ liệu vào bảng 1.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 5. Sử dụng dữ liệu trong Bảng 1, tính tốc độ; 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 "> và; 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 "> giọt theo công thức (6) và (7) và sau đó, bán kính và điện tích của giọt theo công thức ( 8) và (9) Vì điện tích của giọt là một số nguyên; font-family: "Arial" "xml: lang =" en-US "lang =" en-US "> n; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> phí cơ bản; font-family: "Arial" "xml: lang =" en-US "lang =" en-US "> e; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> (điện tích):

; 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 "> thì bạn có thể xác định phí cơ bản này. Điền vào bảng 2.

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

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> drop number	; 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 ">, m / s	; 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 ">, m / s	; font-family: "Arial" "xml: lang =" en-US "lang =" en-US "> Hỏi; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">, cl	; 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 ">, Cl

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 6. Xử lý bằng toán học các kết quả thu được. Thiết lập biểu đồ. Ví dụ về thử nghiệm được hiển thị trong Hình 1 .

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 7. Phân tích kết quả thu được và đưa ra kết luận theo hướng dẫn ... Chú ý đến việc tuân thủ các kết luận với mục tiêu.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Hình 1.; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Ví dụ về thử nghiệm xác định điện tích của các giọt khác nhau; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">
Tài liệu lý thuyết ngắn gọn

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Ý tưởng về tính rời rạc của điện tích lần đầu tiên được B. Franklin (1752) thể hiện bằng thực nghiệm, Tính rời rạc của các điện tích đã được M. Faraday (1834) chứng minh dựa trên các định luật điện phân. được thực hiện bởi R. Millikan (1908 ÷ 1916) sử dụng phương pháp giọt dầu Phương pháp này dựa trên việc nghiên cứu chuyển động của các giọt dầu tích điện trong một điện trường đều có cường độ đã biết; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Ē; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Theo ý tưởng cơ bản của lý thuyết electron, điện tích của một vật thay đổi do sự thay đổi số của các điện tử chứa trong nó (hoặc, trong một số hiện tượng, các ion mà điện tích của nó là bội số của điện tích của một điện tử.) Do đó, điện tích của bất kỳ vật thể nào cũng phải thay đổi đột ngột và trong những phần đó chứa một số nguyên điện tích electron.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Milliken đo điện tích tập trung trên các giọt hình cầu nhỏ riêng lẻ được hình thành bởi một bộ phun; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> P; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> và nhận được một điện tích bằng cách nhiễm điện do ma sát với thành của bộ phun, như thể hiện trong Hình 2. Thông qua một lỗ nhỏ trên bản trên cùng của tụ điện phẳng; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> K; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> chúng rơi vào khoảng không giữa các tấm. Sự chuyển động của giọt nước được quan sát qua kính hiển vi; 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 "> Hình 2:; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Sơ đồ lắp đặt: P - bộ phun giọt, K - tụ điện, IP - nguồn điện, M - kính hiển vi, h; font-family: "Symbol" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> ; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> - nguồn bức xạ, P - mặt bàn.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">
Để bảo vệ các giọt nước khỏi các dòng không khí đối lưu, bình ngưng được bao bọc trong một vỏ bảo vệ, nhiệt độ và áp suất của chúng được duy trì không đổi. Khi thực hiện các thí nghiệm cần quan sát các điều kiện sau:

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 1. Các giọt phải có kích thước siêu nhỏ để:

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> lực tĩnh điện tác dụng lên một vật rơi tích điện vượt quá lực hấp dẫn khi có điện trường;
; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> điện tích giọt, cũng như những thay đổi của nó trong quá trình chiếu xạ (sử dụng thiết bị ion hóa) tương đương với một số lượng nhỏ các khoản phí.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Điều này giúp dễ dàng đặt nhiều điện tích của một giọt thành một điện tích cơ bản;

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 2. Mật độ giảm; 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 "> kg / m; 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 "> phải lớn hơn mật độ của môi trường nhớt; 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 "> trong đó nó di chuyển (air -; 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 kg / m; 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 "> 3. Khối lượng của giọt không được thay đổi trong toàn bộ thí nghiệm. Đối với điều này, dầu tạo nên giọt không được bay hơi (dầu bay hơi chậm hơn nhiều so với nước).

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Nếu các tấm tụ điện không được tích điện (cường độ điện trường; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Ē; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> = 0), sau đó giọt từ từ rơi xuống, di chuyển từ tấm trên xuống tấm dưới cùng.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Ngay sau khi các bản tụ điện được tích điện, các thay đổi xảy ra trong chuyển động của giọt: trong trường hợp âm tích điện trên giọt và điện tích dương trên bản tụ điện phía trên thì sự rơi của giọt chậm lại, và tại một thời điểm nào đó nó đổi hướng chuyển động ngược lại - nó bắt đầu tăng lên về phía bản phía trên.

Bỏ phương trình

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Biết tốc độ rơi của giọt khi không có trường tĩnh điện (điện tích của nó không đóng vai trò gì) và tốc độ rơi của giọt trong một trường tĩnh điện nhất định và đã biết, Millikan có thể tính toán điện tích của giọt. tấm không được tính phí,; 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 ">). Sự cân bằng quyền lực được thể hiện trong Hình 3.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Trong trường hợp này, ba lực tác động lên giọt (xem Hình 3.a):

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> trọng lực; 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 m / s; 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 "> lực lượng archimedean; 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 "> ở đâu; 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 "> - mật độ không khí,; 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 "lang =" ru-RU "> - giảm âm lượng,; 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" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> - khối lượng không khí bị dịch chuyển bởi giọt nước;

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> lực kéo nhớt được biểu thị bằng công thức Stokes; 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 ">, ở đâu; 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 "> kg / m * s - độ nhớt không khí,; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> r; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> - giảm bán kính,; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> v; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> - tốc độ giảm.

; font-family: "Arial"; text-decoration: underline "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Lưu ý; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">: Công thức Stokes hợp lệ cho một quả bóng chuyển động trong chất khí, với điều kiện là bán kính của quả bóng lớn hơn nhiều lần so với các phân tử khí có đường đi tự do trung bình. Trong thí nghiệm của Millikan, các giọt nhỏ đến mức ông phải đưa các hiệu chỉnh cần thiết vào tính toán. Ngoài ra, cần phải tính đến điều đó với sự giảm đáng kể kích thước của giọt , khi bán kính của nó có thể so sánh với độ dày của lớp phân tử không khí bị hấp phụ trên bề mặt của giọt, mật độ hiệu dụng của một giọt có thể khác đáng kể so với mật độ của chất của nó.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Định luật 2 Newton trong phép chiếu lên trục; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> X; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> cho trường hợp tương ứng với Hình 3.a:

; 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 "> ở đâu; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> a; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> - gia tốc rơi.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Do lực cản nhớt, giọt có tốc độ không đổi (ổn định) gần như ngay lập tức sau khi bắt đầu chuyển động hoặc thay đổi trong điều kiện chuyển động và di chuyển đồng đều. Vì điều này; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> a; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> = 0 và từ (1) chúng ta có thể tìm thấy vận tốc của giọt vận tốc ổn định trong trường hợp không có trường tĩnh điện; 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 "> Sau đó:

; 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)

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Nếu bạn đóng mạch điện của tụ điện (Hình 3.b), nó sẽ tích điện và trường tĩnh điện sẽ được tạo ra trong đó; 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 "> (hãy để nó là tích cực) sẽ có một lực lượng bổ sung cho những người được liệt kê; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> qE; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">, hướng lên trên (Hình 3.b).

"xml: lang =" uk-UA "lang =" uk-UA "> cường độ từ trường (trường tụ điện), phí của giọt ở đâu,Ē - cường độ điện trường, U là hiệu điện thế trên các bản tụ điện, d là khoảng cách giữa các tấm.

; font-family: "Arial" "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 "> b); 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 "> Hình 3:; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Lực lượng tác động khi thả:; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> a); font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> trong trường hợp không có trường tĩnh điện;; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> b); font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> khi có trường tĩnh điện.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Như trong trường hợp thả rơi tự do, hãy coi trạng thái chuyển động ổn định. Định luật Newton trong phép chiếu lên trục; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> X; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> và tính đến điều đó; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> a; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> = 0, trở thành:

; 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 "> ở đâu; 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 "> - vận tốc ổn định của giọt dầu trong trường tĩnh điện của tụ điện:; 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 nếu phần thả đang di chuyển xuống,; 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" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 0 nếu mức giảm đang tăng lên.

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

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

; font-family: "Arial"; color: # 000000 "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Từ công thức (6) và (7), người ta có thể lấy công thức xác định điện tích và bán kính của giọt thông qua tốc độ thả lên và xuống:

; 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 "> trong đó kg m; 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 "> với; 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 "> và

; font-family: "Arial"; color: # 000000 "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> where (ms); 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 "> Xác định điện tích cơ bản thông qua một thí nghiệm tính toán

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Nó tuân theo phương trình (5) bằng cách đo tốc độ ở trạng thái ổn định; 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 "> và; 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 "> trong trường hợp không có trường tĩnh điện và sự hiện diện của nó, có thể xác định điện tích giọt nếu hệ số đã biết; 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 ">. Có vẻ như để tìm; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> k; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> đủ để đo bán kính của giọt (độ nhớt không khí được biết từ các thí nghiệm khác). Tuy nhiên, đo trực tiếp bán kính này với kính hiển vi là không thể:; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> r; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> có bậc là 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" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> cm, có thể so sánh với bước sóng ánh sáng. Do đó, kính hiển vi chỉ cho hình ảnh nhiễu xạ của giọt, không cho phép đo kích thước thực của nó. Thông tin về bán kính rơi có thể thu được từ dữ liệu thực nghiệm về chuyển động của nó khi không có trường tĩnh điện.; 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 "> và cho rằng; 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 "> ở đâu; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> ρ; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> - mật độ giọt dầu, từ (3) chúng ta nhận được:

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

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Trong thí nghiệm của mình, Millikan đã thay đổi điện tích của giọt bằng cách đưa một mảnh radium vào bình ngưng. thời gian, bức xạ radi làm ion hóa không khí trong buồng (Hình.; font-family: "Arial" "xml: lang =" en-US "lang =" en-US ">; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 1), do đó giọt có thể thu thêm điện tích âm hoặc dương. Nếu trước đó, sự sụt giảm đã mang điện tích âm, thì rõ ràng là với xác suất lớn hơn là nó sẽ gắn các ion dương vào chính nó. Mặt khác, việc bổ sung các ion âm không bị loại trừ.; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> nhảy; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> - tốc độ di chuyển của cô ấy; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> v; font-family: "Arial"; vertical-align: super "xml: lang =" en-US "lang =" en-US "> Tôi; 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 "> điện tích giọt thay đổi theo (5) được xác định theo quan hệ:

; 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 "> Tôi; 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)

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Từ (5) và (11) lượng điện tích gắn vào giọt được xác định:

; 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 "> Tôi; 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)

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> So sánh các giá trị điện tích của cùng một giọt, bạn có thể đảm bảo rằng điện tích thay đổi và chính điện tích rơi là bội số của một và cùng một giá trị; 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 "> - điện tích cơ bản. Trong nhiều thí nghiệm của mình, Millikan đã thu được các giá trị điện tích khác nhau; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> q; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> và; 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 ">, nhưng chúng luôn đại diện cho bội số của giá trị; 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" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Cl theo (1). Do đó, Milliken kết luận rằng giá trị; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> e; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> đại diện cho lượng điện nhỏ nhất có thể có trong tự nhiên, nghĩa là" một phần hoặc một nguyên tử điện.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Nghĩa hiện đại của" nguyên tử "điện; 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 ">; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Cl. Giá trị này là điện tích cơ bản, các hạt tải điện là electron mang điện tích âm; 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 "> và một proton mang điện tích; 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 "> Lưu ý; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">:; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> hạt nhân con được gọi là" quark có điện tích mô đun 2/3; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> e; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> và 1/3; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> e; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">. Vì vậy, 1/3 nên được coi là lượng tử điện tích; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> e; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">. Nhưng trong các quá trình nguyên tử và phân tử, tất cả các điện tích đều là bội số; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> e; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">.

"xml: lang =" en-US "lang =" en-US "> Cài đặt thử nghiệm

Millikan đo điện tích trên các giọt hình cầu được hình thành bởi bộ phun và tích điện do ma sát với thành của bộ phun. Qua một lỗ trên bản trên của tụ điện, các giọt rơi vào khoảng không giữa các bản và được quan sát bằng kính hiển vi. Nếu các tấm không được tích điện, thì giọt nước sẽ rơi từ từ. Khi các tấm được tích điện, chuyển động của quả rơi chậm lại và đổi hướng.

Công việc trong phòng thí nghiệm hoàn toàn phù hợp với kinh nghiệm của Millikan. Thí nghiệm được khuyến khích cho hai học sinh. Lắp ráp thiết lập như trong Hình. bốn.

; font-family: "Arial" "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Kết nối vĩnh viễn (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 ">) và biến (từ 0 đến; 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 ">) đầu ra nguồn điện áp để bạn có thể nhận được điện áp trong; 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 ">. Thông qua công tắc hướng trường, nguồn được kết nối với cài đặt Millikan. Một vôn kế được kết nối song song. hệ thống quang học của cài đặt Millikan được kết nối với đầu ra; 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"> nguồn điện áp.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Hình 4. Thiết lập thử nghiệm hiện đại để xác định điện tích cơ bản bằng thiết bị Millikan

; font-family: 'Arial'; text-decoration: underline "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Hãy chú ý; 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 "> trong trường kính hiển vi (Hình.; font-family: 'Arial' "xml: lang =" en-US "lang =" en-US ">; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 5) hình ảnh bị đảo ngược.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Hình.; font-family: 'Arial' "xml: lang =" en-US "lang =" en-US ">; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 5. Giọt dầu (chấm trắng) giữa các bản tụ điện. Khoảng cách giữa các vạch chia kính tốt nghiệp trong trường thị kính là 0,029; font-family: 'Arial' "xml: lang =" en-US "lang =" en-US ">; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> mm.

"xml: lang =" uk-UA "lang =" uk-UA "> Kiểm soát"xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">"xml: lang =" uk-UA "lang =" uk-UA ">"xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> câu hỏi"xml: lang =" uk-UA "lang =" uk-UA ">"xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> và"xml: lang =" uk-UA "lang =" uk-UA "> đã được đặt"xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> và"xml: lang =" uk-UA "lang =" uk-UA "> i

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 1. Hình thành quy luật điện tích rời rạc.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 2. Hình thành định luật Stokes.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 3. Ý nghĩa vật lý của độ nhớt η là gì? Từ quy luật vật lý nào có thể rút ra thứ nguyên của nó?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 4. Lực nào tác động lên sự sụt giảm trong thí nghiệm của Millikan?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 5. Làm thế nào để tính lực tác dụng lên một hạt mang điện trong điện trường của tụ điện?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 6. Tại sao tốc độ thả có thể được coi là không đổi trong thí nghiệm này?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 7. Tại sao không khí trong bình ngưng bị nhiễm tia X, tia tử ngoại hoặc bức xạ từ các chế phẩm phóng xạ?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 8. Tại sao vận tốc trạng thái ổn định của giọt thay đổi theo một giá trị cụ thể trong quá trình chiếu xạ?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 9. Lấy công thức (6).

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 10. Lấy công thức (7).

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 11. Tại sao khi được chiếu xạ, một giọt có thể thu được điện tích cùng dấu với điện tích của chính nó, vì tương tự Tần số bắt của một giọt điện tích giống nhau có phụ thuộc vào nhiệt độ, điện tích của giọt, điện tích của ion bị bắt không?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 12. Tại sao không thể đo trực tiếp bán kính của giọt nước bằng kính hiển vi?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 13. Công thức Stokes; 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 "> không áp dụng được nếu bán kính giọt nhỏ hơn đường đi tự do trung bình của các phân tử; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> λ; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">. Ước tính đường đi tự do trung bình ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng. Sau khi tính toán bán kính giọt từ dữ liệu thử nghiệm, hãy đánh giá liệu điều kiện có được thỏa mãn hay không, đó là bán kính của giọt; 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 "> (nghĩa là công thức Stokes có thể áp dụng và việc xử lý dữ liệu theo công thức (5 và 11) được chấp nhận.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 14. Giải thích cách xác định điện tích cơ bản dựa trên dữ liệu thực nghiệm.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 15. Chọn một hệ thống các đơn vị để xử lý dữ liệu đã nhận và tính toán lại tất cả các giá trị của các hằng số cần thiết trong hệ thống này.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 16. Sử dụng công thức (5) để ước tính lượng điện áp cần thiết để nâng các giọt mang điện tích bằng 3 electron phí?

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 17. Sử dụng phương pháp Millikan, bạn có thể xác định điện tích của một điện tử. Các phương pháp khác để xác định điện tích của một electron bạn có biết không?

Văn chương

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 1; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">. Ioffe A.F. Gặp gỡ các nhà vật lý. Kỷ niệm của tôi về nước ngoài

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> các nhà vật lý. L., Nauka, 1983.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 2; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">. Mitchel W. Các nhà khoa học và nhà phát minh người Mỹ. M., Znanie, 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 =" en-RU "lang =" en-RU "> http://www.phywe.de

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 4; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">. Sivukhin D.V.; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Khóa học vật lý đại cương: V 5 v. M., 1979. T.3,“ Điện ”.

; font-family: 'Arial' "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> 5.; font-family: 'Arial'; color: # 000000 "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU "> Quy tắc chính thức hóa kết quả của vimirovanie thực nghiệm tại khóa học vikonannі laborobіt z“ Vật lý Zagalna ”. Vorobyova N. V., Gorchinsky O.D., Kovalenko V.F., 2004.; font-family: 'Arial'; color: # 000000 "xml: lang =" ru-RU "lang =" ru-RU ">

Đặt việc ngay hôm nay với chiết khấu lên đến 25%

Là miễn phí

Tìm hiểu chi phí làm việc

Parshina Anna, Sevalnikov Alexey, Luzyanin Roman.

Khách quan: học cách xác định giá trị của điện tích cơ bản bằng phương pháp điện phân; khám phá phương pháp xác định phíđiện tử.

Thiết bị: một bình hình trụ đựng dung dịch đồng sunfat, một bóng đèn, các điện cực, cân, ampe kế, nguồn hiệu điện thế không đổi, biến trở, đồng hồ, chìa khóa, các dây nối.

Tải xuống:

Xem trước:

Để sử dụng bản xem trước của bản trình bày, hãy tạo một tài khoản Google (tài khoản) và đăng nhập: https://accounts.google.com

Chú thích của trang trình bày:

Công việc trong phòng thí nghiệm Xác định điện tích cơ bản bằng phương pháp điện phân Thực hiện bởi các học sinh khối 10 trường THCS Chuchkovskaya: Anna Parshina, Alexey Sevalnikov, Roman Luzyanin. Người hướng dẫn: giáo viên vật lý Chekalina O.Yu.

Mục đích của công việc: tìm hiểu cách xác định giá trị của điện tích cơ bản bằng phương pháp điện phân; nghiên cứu các phương pháp xác định điện tích của êlectron. Thiết bị: một bình hình trụ đựng dung dịch đồng sunfat, đèn, điện cực, cân, ampe kế, nguồn điện áp không đổi, biến trở, đồng hồ, chìa khóa, dây nối.

Chúng tôi đã lắp ráp dây chuyền: Tiến độ công việc:

Kết quả của công việc của chúng tôi

Chúng ta đã học cách xác định giá trị của điện tích cơ bản bằng phương pháp điện phân, nghiên cứu các phương pháp xác định điện tích của electron. Sự kết luận:

V. Ya. Bryusov "Thế giới của Electron" Có lẽ những electron này là Thế giới nơi có năm châu lục, Nghệ thuật, tri thức, chiến tranh, ngai vàng Và ký ức của bốn mươi thế kỷ! Ngoài ra, có lẽ, mỗi nguyên tử là Vũ trụ, nơi có hàng trăm hành tinh; Có tất cả mọi thứ ở đây, trong một khối lượng nén, nhưng cũng có những gì không có ở đây. Các biện pháp của chúng tuy nhỏ, nhưng vô cùng của chúng cũng giống như ở đây; Có nỗi buồn và niềm đam mê, như ở đây, và thậm chí ở đó cùng một thế giới kiêu ngạo. Những nhà thông thái của họ, đặt thế giới vô biên của họ ở trung tâm hiện hữu, Hasten để thâm nhập vào những tia sáng bí ẩn Và hãy nghĩ, như tôi bây giờ; Và vào thời điểm khi các luồng sức mạnh mới được tạo ra từ sự hủy diệt, Họ hét lên, trong giấc mơ tự thôi miên, rằng Chúa đã dập tắt ngọn đuốc của mình!

Bộ giáo dục Liên bang Nga

Đại học sư phạm bang Amur

Phương pháp xác định điện tích cơ bản

Hoàn thành bởi học sinh 151g.

Venzelev A.A.

Kiểm tra bởi: Cheraneva T.G.

Giới thiệu.

1. Tiền sử phát hiện ra electron

2. Lịch sử phát hiện ra electron

3. Thí nghiệm và phương pháp phát hiện ra electron

3.1 Trải nghiệm Thomson

3.2 Kinh nghiệm của Rutherford

3.3. Phương pháp Millikan

3.3.1. tiểu sử ngắn

3.3.2. Mô tả cài đặt

3.3.3. Cách tính phí cơ bản

3.3.4. Kết luận từ phương pháp

3.4. Phương pháp hình ảnh Compton

Sự kết luận.

Giới thiệu:

ELECTRON - hạt cơ bản đầu tiên về thời gian khám phá; hạt tải điện có khối lượng nhỏ nhất và điện tích nhỏ nhất trong tự nhiên; phần cấu tạo của nguyên tử.

Điện tích của một electron là 1,6021892. 10 -19 C

4.803242. 10-10 đơn vị SGSE

Khối lượng electron là 9.109534. 10-31 kg

Phí cụ thể e / m e 1.7588047. 10 11 Cl. kg -1

Spin của electron là 1/2 (tính theo đơn vị h) và có hai hình chiếu ± 1/2; các electron tuân theo thống kê Fermi-Dirac, fermion. Chúng tuân theo nguyên tắc loại trừ Pauli.

Mômen từ của electron là - 1,00116 m b, trong đó m b là nam châm Bohr.

Electron là một hạt bền. Theo số liệu thực nghiệm, thời gian tồn tại là t e> 2. 10 22 tuổi.

Không tham gia vào tương tác mạnh, lepton. Vật lý hiện đại coi electron như một hạt cơ bản thực sự không có cấu trúc và kích thước. Nếu cái sau và khác không, thì bán kính electron r e< 10 -18 м

1. Bối cảnh khám phá

Về cơ bản, sự không chắc chắn là một điểm quan trọng. Đầu tiên, electron xuất hiện là kết quả của sự giải thích nguyên tử về các quy luật điện phân, sau đó nó được phát hiện trong một sự phóng điện. Không rõ liệu vật lý có thực sự xử lý cùng một đối tượng hay không. Một nhóm lớn các nhà tự nhiên học hoài nghi tin rằng điện tích cơ bản là trung bình thống kê của các điện tích có độ lớn khác nhau nhất. Hơn nữa, không có thí nghiệm nào về đo điện tích của một electron cho các giá trị lặp lại nghiêm ngặt.
Có những người hoài nghi thường phớt lờ việc khám phá ra electron. Viện sĩ A.F. Ioffe trong hồi ký về thầy giáo V.K. Roentgene viết: “Cho đến năm 1906 - 1907. từ electron đã không được sử dụng tại Viện Vật lý của Đại học Munich. Roentgen coi đó là một giả thuyết chưa được chứng minh, thường được áp dụng mà không có đủ căn cứ và không cần thiết.

Electron vẫn chưa rời khỏi khuôn khổ của khoa học "thuần túy". Nhớ lại rằng ống điện tử đầu tiên chỉ xuất hiện vào năm 1907. Để chuyển từ niềm tin sang niềm tin, trước hết cần phải cô lập êlectron, phát minh ra phương pháp đo trực tiếp và chính xác điện tích cơ bản.

Giải pháp cho vấn đề này đã không còn lâu nữa. Năm 1752, ý tưởng về tính rời rạc của điện tích lần đầu tiên được bày tỏ bởi B. Franklin. Bằng thực nghiệm, tính rời rạc của các điện tích được chứng minh bởi các định luật điện phân do M. Faraday phát hiện năm 1834. Giá trị số của điện tích cơ bản (điện tích nhỏ nhất được tìm thấy trong tự nhiên) được tính toán lý thuyết trên cơ sở các định luật điện phân bằng cách sử dụng Số Avogadro. Thực nghiệm trực tiếp phép đo điện tích cơ bản được R. Millikan thực hiện trong các thí nghiệm cổ điển thực hiện năm 1908-1916. Những thí nghiệm này cũng đưa ra bằng chứng không thể chối cãi về thuyết nguyên tử của điện. Theo các khái niệm cơ bản của lý thuyết điện tử, điện tích của một vật thể phát sinh do sự thay đổi số lượng các điện tử chứa trong nó (hoặc các ion dương, điện tích của nó là bội số của điện tích của điện tử). Do đó, điện tích của bất kỳ vật thể nào cũng phải thay đổi đột ngột và trong những phần như vậy có chứa một số nguyên điện tích electron. Nhờ kinh nghiệm xác định bản chất rời rạc của sự thay đổi điện tích, R. Milliken đã có thể xác nhận sự tồn tại của các điện tử và xác định độ lớn điện tích của một điện tử (điện tích cơ bản) bằng phương pháp giọt dầu. Phương pháp này dựa trên nghiên cứu chuyển động của các giọt dầu tích điện trong một điện trường đều có cường độ E.

2. Khám phá electron:

Nếu chúng ta bỏ qua những gì trước khi phát hiện ra hạt cơ bản đầu tiên - electron, và những gì đi kèm với sự kiện nổi bật này, chúng ta có thể nói ngắn gọn: vào năm 1897, nhà vật lý nổi tiếng người Anh Thomson Joseph John (1856-1940) đã đo điện tích riêng q / m. các hạt tia âm cực - "tiểu thể", như ông gọi chúng, theo độ lệch của tia âm cực *) trong điện trường và từ trường.

Từ việc so sánh số lượng thu được với điện tích riêng của ion hydro đơn trị được biết vào thời điểm đó, bằng suy luận gián tiếp, ông đã đi đến kết luận rằng khối lượng của các hạt này, sau này được gọi là "electron", nhỏ hơn nhiều (nhiều hơn a nghìn lần) so với khối lượng của ion hiđro nhẹ nhất.

Cùng năm đó, năm 1897, ông đưa ra giả thuyết rằng electron là một phần không thể thiếu của nguyên tử, và tia âm cực không phải là nguyên tử hay bức xạ điện từ, như một số nhà nghiên cứu về đặc tính của tia tin tưởng. Thomson đã viết: "Vì vậy, tia âm cực đại diện cho một trạng thái mới của vật chất, về cơ bản khác với trạng thái khí thông thường ...; ở trạng thái mới này, vật chất là chất mà từ đó tất cả các nguyên tố đều được xây dựng."

Kể từ năm 1897, mô hình phân tử của tia âm cực bắt đầu được công nhận rộng rãi, mặc dù có nhiều nhận định khác nhau về bản chất của điện. Vì vậy, nhà vật lý người Đức E. Wiechert tin rằng "điện là một cái gì đó tưởng tượng, thực sự chỉ tồn tại trong suy nghĩ", và nhà vật lý nổi tiếng người Anh Lord Kelvin cùng năm, 1897, đã viết về điện như một loại "chất lưu liên tục".

Ý tưởng của Thomson về các tiểu thể tia âm cực là thành phần chính của nguyên tử đã không được đáp ứng nhiệt tình. Một số đồng nghiệp của ông nghĩ rằng ông đã làm hoang mang họ khi đề xuất rằng các hạt tia âm cực nên được coi là thành phần có thể có của nguyên tử. Vai trò thực sự của các tiểu thể Thomson trong cấu trúc của nguyên tử có thể được hiểu kết hợp với kết quả của các nghiên cứu khác, đặc biệt, với kết quả phân tích quang phổ và nghiên cứu phóng xạ.

Vào ngày 29 tháng 4 năm 1897, Thomson đưa ra thông điệp nổi tiếng của mình tại một cuộc họp của Hiệp hội Hoàng gia London. Thời gian chính xác của sự phát hiện ra electron - ngày và giờ - không thể được đặt tên theo tính nguyên gốc của nó. Sự kiện này là kết quả của nhiều năm làm việc của Thomson và nhân viên của mình. Cả Thomson và bất kỳ ai khác đều chưa từng quan sát một electron theo nghĩa đen, không ai có thể tách một hạt đơn lẻ khỏi chùm tia âm cực và đo điện tích cụ thể của nó. Tác giả của khám phá là J.J. Thomson vì những ý tưởng của ông về electron gần với những ý tưởng hiện đại. Năm 1903, ông đề xuất một trong những mô hình nguyên tử đầu tiên - "bánh pudding nho khô", và năm 1904 đề xuất rằng các electron trong nguyên tử được chia thành các nhóm, tạo thành các cấu hình khác nhau xác định tính tuần hoàn của các nguyên tố hóa học.

Nơi phát hiện được chính xác - Phòng thí nghiệm Cavendish (Cambridge, Vương quốc Anh). Được tạo ra vào năm 1870 bởi J.K. Maxwell, trong một trăm năm sau đó, nó đã trở thành "cái nôi" của một chuỗi các khám phá rực rỡ trong các lĩnh vực vật lý khác nhau, đặc biệt là về nguyên tử và hạt nhân. Giám đốc của nó là: Maxwell J.K. - từ 1871 đến 1879, Lord Rayleigh - từ 1879 đến 1884, Thomson J.J. - từ 1884 đến 1919, Rutherford E. - từ 1919 đến 1937, Bragg L. - từ 1938 đến 1953; phó giám đốc năm 1923-1935 - Chadwick J.

Nghiên cứu thực nghiệm khoa học được thực hiện bởi một nhà khoa học hoặc một nhóm nhỏ trong bầu không khí tìm kiếm sáng tạo. Lawrence Bragg sau đó nhớ lại công việc của mình vào năm 1913 với cha mình, Henry Bragg: “Đó là khoảng thời gian tuyệt vời khi những kết quả thú vị mới thu được hầu như hàng tuần, giống như việc phát hiện ra những khu vực chứa vàng mới, nơi có thể nhặt cốm trực tiếp từ lòng đất . Điều này tiếp tục cho đến khi bắt đầu chiến tranh *), chấm dứt công việc chung của chúng tôi ".

3. Các phương pháp khám phá electron:

3.1 Trải nghiệm Thomson

Joseph John Thomson Joseph John Thomson, 1856–1940

Nhà vật lý người Anh, được biết đến với cái tên đơn giản là J. J. Thomson. Sinh ra ở Cheetham Hill, ngoại ô Manchester, trong một gia đình buôn bán đồ cổ cũ. Năm 1876, ông giành được học bổng để theo học tại Cambridge. Năm 1884-1919, ông là giáo sư tại Khoa Vật lý Thực nghiệm tại Đại học Cambridge và kiêm nhiệm trưởng phòng thí nghiệm Cavendish, nhờ nỗ lực của Thomson, ông đã trở thành một trong những trung tâm nghiên cứu nổi tiếng nhất thế giới. Đồng thời, năm 1905-1918, ông là giáo sư tại Viện Hoàng gia ở London. Người đoạt giải Nobel Vật lý năm 1906 với cụm từ "nghiên cứu về sự truyền dòng điện qua chất khí", tất nhiên, bao gồm cả việc phát hiện ra electron. Con trai của Thomson là George Paget Thomson (1892-1975) cuối cùng cũng trở thành người đoạt giải Nobel vật lý - vào năm 1937 cho khám phá thực nghiệm về nhiễu xạ điện tử bởi tinh thể.

Năm 1897, nhà vật lý trẻ người Anh J. J. Thomson đã trở nên nổi tiếng trong nhiều thế kỷ với tư cách là người phát hiện ra electron. Trong thí nghiệm của mình, Thomson đã sử dụng một ống tia âm cực cải tiến, thiết kế của nó được bổ sung bởi các cuộn dây điện tạo ra (theo định luật Ampère) từ trường bên trong ống, và một tập hợp các bản tụ điện song song tạo ra điện trường bên trong. ống. Điều này làm cho nó có thể nghiên cứu hoạt động của tia âm cực dưới ảnh hưởng của cả từ trường và điện trường.

Sử dụng một thiết kế ống mới, Thomson liên tiếp chỉ ra rằng: (1) tia âm cực bị lệch trong từ trường khi không có điện; (2) Tia catốt bị lệch trong điện trường đều không có từ tính; và (3) dưới tác dụng đồng thời của điện trường và từ trường có cường độ cân bằng, có hướng, gây ra lệch pha riêng rẽ, tia âm cực truyền theo phương thẳng, tức là tác dụng của hai trường cân bằng nhau.

Thomson phát hiện ra rằng mối quan hệ giữa điện trường và từ trường, tại đó hoạt động của chúng là cân bằng, phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của các hạt. Sau một loạt các phép đo, Thomson đã có thể xác định được tốc độ của các tia âm cực. Hóa ra chúng di chuyển chậm hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng, do đó tia âm cực chỉ có thể là các hạt, vì bất kỳ bức xạ điện từ nào, kể cả bản thân ánh sáng, đều truyền với tốc độ ánh sáng (xem Phổ bức xạ điện từ). Những hạt chưa biết này. Thomson gọi là "tiểu thể", nhưng ngay sau đó chúng được gọi là "điện tử".

Nó ngay lập tức trở nên rõ ràng rằng các electron phải tồn tại trong thành phần của nguyên tử - nếu không, chúng sẽ đến từ đâu? Ngày 30 tháng 4 năm 1897 - ngày Thomson báo cáo kết quả của ông tại một cuộc họp của Hiệp hội Hoàng gia London - được coi là ngày sinh của electron. Và vào ngày này, ý tưởng về "tính không thể phân chia" của các nguyên tử đã trở thành dĩ vãng (xem Lý thuyết nguyên tử về cấu trúc của vật chất). Cùng với việc phát hiện ra hạt nhân nguyên tử, sau đó hơn mười năm (xem Thí nghiệm của Rutherford), việc phát hiện ra electron đã đặt nền móng cho mô hình nguyên tử hiện đại.

"Cathode", hay đúng hơn, các ống tia cathode được mô tả ở trên, đã trở thành tiền thân đơn giản nhất của kính động học truyền hình và màn hình máy tính hiện đại, trong đó một lượng electron được kiểm soát chặt chẽ bị đánh bật ra khỏi bề mặt của một catốt nóng, dưới ảnh hưởng của sự xen kẽ từ trường chúng lệch theo những góc xác định nghiêm ngặt và bắn phá các tế bào phát quang của màn hình, tạo thành trên chúng một hình ảnh rõ ràng do hiệu ứng quang điện, việc phát hiện ra hiệu ứng này cũng sẽ không thể nếu chúng ta không biết về bản chất thực sự của tia âm cực.

3.2 Kinh nghiệm của Rutherford

Ernest Rutherford, Nam tước đầu tiên Rutherford của Nelson I Ernest Rutherford, Nam tước Rutherford đầu tiên của Nelson, 1871–1937

Nhà vật lý người New Zealand. Sinh ra ở Nelson, con trai của một nghệ nhân nông dân. Giành được học bổng du học tại Đại học Cambridge ở Anh. Sau khi tốt nghiệp, ông được bổ nhiệm vào Đại học Canada McGill (Đại học McGill), nơi cùng với Frederick Soddy (Frederick Soddy, 1877–1966), ông đã thiết lập các định luật cơ bản của hiện tượng phóng xạ, mà năm 1908 ông đã được trao giải. giải Nobel Hóa học. Ngay sau đó nhà khoa học chuyển đến Đại học Manchester, nơi dưới sự lãnh đạo của ông, Hans Geiger (Hans Geiger, 1882–1945) đã phát minh ra máy đếm Geiger nổi tiếng của mình, bắt đầu nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử, và vào năm 1911, phát hiện ra sự tồn tại của nguyên tử. nhân tế bào. Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, ông đã tham gia vào việc phát triển sonars (radar âm thanh) để phát hiện tàu ngầm của đối phương. Năm 1919, ông được bổ nhiệm làm giáo sư vật lý và giám đốc Phòng thí nghiệm Cavendish tại Đại học Cambridge và cùng năm đó, ông đã phát hiện ra sự phân rã của hạt nhân do kết quả của sự bắn phá bởi các hạt nặng năng lượng cao. Rutherford vẫn giữ chức vụ này cho đến cuối đời, đồng thời là chủ tịch của Hiệp hội Khoa học Hoàng gia trong nhiều năm. Ông được chôn cất tại Tu viện Westminster bên cạnh Newton, Darwin và Faraday.

Ernest Rutherford là một nhà khoa học độc đáo theo nghĩa ông đã thực hiện những khám phá chính của mình sau khi nhận giải Nobel. Năm 1911, ông đã thành công trong một thí nghiệm không chỉ cho phép các nhà khoa học nhìn sâu vào nguyên tử và có được ý tưởng về cấu trúc của nó mà còn trở thành một hình mẫu về sự sang trọng và chiều sâu của thiết kế.

Sử dụng một nguồn bức xạ phóng xạ tự nhiên, Rutherford đã chế tạo một khẩu pháo tạo ra một luồng hạt có định hướng và tập trung. Khẩu súng là một hộp chì có rãnh hẹp, bên trong có đặt chất phóng xạ. Do đó, các hạt (trong trường hợp này là các hạt alpha bao gồm hai proton và hai neutron), do chất phóng xạ phát ra theo mọi hướng, trừ một hướng, bị hấp thụ bởi màn hình chì, và chỉ có một chùm hạt alpha có hướng bay ra. qua khe.

Sơ đồ kinh nghiệm

Xa hơn trên đường đi của chùm tia là một số màn chắn chì khác với các khe hẹp, giúp cắt đứt các hạt lệch khỏi

hướng cho trước. Kết quả là, một chùm hạt alpha hội tụ hoàn hảo bay tới mục tiêu, và mục tiêu chính là một tấm lá vàng rất mỏng. Đó là tia alpha đã đánh cô ấy. Sau khi va chạm với các nguyên tử lá, các hạt alpha tiếp tục trên đường bay của chúng và va vào một màn hình phát quang được lắp phía sau mục tiêu, trên đó ghi lại các tia chớp khi các hạt alpha va vào nó. Từ chúng, nhà thí nghiệm có thể đánh giá có bao nhiêu và bao nhiêu hạt alpha lệch khỏi hướng chuyển động thẳng hướng do va chạm với các nguyên tử lá.

Tuy nhiên, Rutherford nhận thấy rằng không ai trong số những người tiền nhiệm của ông thậm chí còn cố gắng kiểm tra bằng thực nghiệm xem một số hạt alpha có bị lệch đi ở những góc rất lớn hay không. Mô hình lưới nho khô chỉ đơn giản là không cho phép sự tồn tại của các phần tử cấu trúc trong nguyên tử dày đặc và nặng đến mức chúng có thể làm lệch hướng các hạt alpha nhanh ở những góc đáng kể, vì vậy không ai bận tâm đến việc kiểm tra khả năng này. Rutherford đã yêu cầu một trong những sinh viên của mình trang bị lại thiết bị sao cho có thể quan sát sự tán xạ của các hạt alpha ở góc lệch lớn - chỉ để làm sáng tỏ lương tâm của mình, nhằm loại bỏ hoàn toàn khả năng này. Máy dò là một màn hình được phủ natri sunfua, một vật liệu phát ra ánh sáng huỳnh quang khi một hạt alpha va vào nó. Điều ngạc nhiên là không chỉ của sinh viên trực tiếp tiến hành thí nghiệm, mà còn của chính Rutherford, khi hóa ra một số hạt lệch qua góc tới 180 °!

Bức tranh về nguyên tử được vẽ bởi Rutherford dựa trên kết quả của thí nghiệm đã được chúng ta biết đến ngày nay. Một nguyên tử bao gồm một hạt nhân siêu đặc, siêu đặc, mang điện tích dương và các electron nhẹ mang điện tích âm xung quanh nó. Sau đó, các nhà khoa học đã đưa bức tranh này lên một cơ sở lý thuyết vững chắc (xem nguyên tử Bohr), nhưng tất cả bắt đầu bằng một thí nghiệm đơn giản với một mẫu chất phóng xạ nhỏ và một miếng lá vàng.

3.2 Phương pháp Millikan

3.2.1. Tiểu sử ngắn:

Robert Milliken sinh năm 1868 tại Illinois trong một gia đình linh mục nghèo. Anh đã trải qua thời thơ ấu của mình ở thị trấn tỉnh Makvoket, nơi dành nhiều sự quan tâm cho thể thao và bị dạy dỗ tồi tệ. Chẳng hạn, giám đốc một trường trung học dạy vật lý đã nói với các học sinh nhỏ tuổi của mình: “Làm thế nào bạn có thể tạo ra âm thanh từ sóng? Vớ vẩn, các bạn, tất cả đều nhảm nhí! "

3.2.2. Kinh nghiệm đầu tiên và cách giải quyết vấn đề:

Các thí nghiệm đầu tiên như sau. Giữa các bản của một tụ điện phẳng, có hiệu điện thế 4000 V được đặt vào, một đám mây được tạo ra, bao gồm các giọt nước đọng trên các ion. Đầu tiên, sự sụp đổ của đỉnh mây được quan sát trong điều kiện không có điện trường. Sau đó, một đám mây được tạo ra với điện áp được bật. Sự rơi của đám mây xảy ra dưới tác dụng của trọng lực và lực điện.
Tỉ số giữa lực tác dụng lên một đám mây và tốc độ nó thu được là như nhau trong trường hợp thứ nhất và thứ hai. Trong trường hợp thứ nhất, lực bằng mg, trong trường hợp thứ hai, mg + qE, trong đó q là điện tích của quả rơi, E là cường độ điện trường. Nếu tốc độ trong trường hợp thứ nhất là υ 1 trong trường hợp thứ hai là υ 2 thì

Biết được sự phụ thuộc của vận tốc rơi của đám mây υ vào độ nhớt của không khí, chúng ta có thể tính được điện tích q mong muốn. Tuy nhiên, phương pháp này không cho độ chính xác như mong muốn vì nó chứa đựng những giả thiết nằm ngoài tầm kiểm soát của người thực nghiệm.

Để tăng độ chính xác của phép đo, trước hết cần phải tìm cách tính đến sự bốc hơi của đám mây, điều này chắc chắn xảy ra trong quá trình đo.

Suy nghĩ về vấn đề này, Millikan đã đưa ra phương pháp thả cổ điển, phương pháp này mở ra một số khả năng bất ngờ. Hãy để tác giả kể câu chuyện về phát minh:
“Nhận thấy rằng tốc độ bay hơi của các giọt vẫn chưa được xác định, tôi đã cố gắng nghĩ ra một phương pháp có thể loại bỏ hoàn toàn giá trị không xác định này. Kế hoạch của tôi như sau. Trong các thí nghiệm trước đây, điện trường chỉ có thể làm tăng hoặc giảm một chút tốc độ rơi của đỉnh đám mây dưới tác dụng của lực hấp dẫn. Bây giờ tôi muốn củng cố trường này để bề mặt trên của đám mây vẫn ở độ cao không đổi. Trong trường hợp này, có thể xác định chính xác tốc độ bay hơi của đám mây và đưa vào tính toán.

Để thực hiện ý tưởng này, Milliken đã thiết kế một loại pin sạc cỡ nhỏ cho hiệu điện thế lên tới 10 4 V (thời điểm đó đây là một thành tựu xuất sắc của nhà thí nghiệm). Cô phải tạo ra một trường đủ mạnh để giữ cho đám mây, giống như "quan tài của Mohammed", ở trạng thái lơ lửng. Milliken nói: “Khi tôi đã sẵn sàng, và khi đám mây hình thành, tôi vặn công tắc và đám mây ở trong một điện trường. Và ngay lúc đó nó tan chảy trước mắt tôi, nói cách khác, thậm chí không còn một mảnh nhỏ nào còn sót lại của toàn bộ đám mây có thể quan sát được với sự trợ giúp của một thiết bị quang học điều khiển, như Wilson đã làm và tôi sẽ làm. Lúc đầu, đối với tôi, dường như sự biến mất của đám mây mà không có dấu vết trong điện trường giữa các tấm trên và dưới có nghĩa là thí nghiệm đã kết thúc mà không có kết quả ... ”Tuy nhiên, như thường lệ xảy ra trong lịch sử khoa học, thất bại đã phát sinh đến một ý tưởng mới. Cô ấy đã dẫn đến phương pháp nổi tiếng của giọt. “Các thí nghiệm lặp đi lặp lại,” Milliken viết, “cho thấy rằng sau khi đám mây phân tán trong một điện trường mạnh tại vị trí của nó một số giọt nước riêng lẻ có thể được phân biệt”(Do tôi nhấn mạnh. - V.D.). Trải nghiệm "không may" đã dẫn đến việc khám phá ra khả năng giữ ở trạng thái cân bằng và quan sát các giọt riêng lẻ trong một thời gian đủ dài.

Sau 7 hoặc 8 phút. đám mây tan biến và một số lượng nhỏ các giọt vẫn còn trong trường nhìn, điện tích của nó tương ứng với sự cân bằng lực đã chỉ ra.

Millikan quan sát những giọt này như những chấm sáng riêng biệt. Ông viết: “Lịch sử của những giọt nước này thường diễn ra như sau. , và chúng trở nên bất động trong một thời gian khá dài. Sau đó, lĩnh vực này bắt đầu chiếm ưu thế và các giọt bắt đầu từ từ tăng lên. Về cuối vòng đời của chúng trong không gian giữa các tấm, chuyển động hướng lên này trở nên được gia tốc rất mạnh, và chúng bị hút với tốc độ lớn lên tấm trên.

3.2.3. Mô tả cài đặt:

Sơ đồ lắp đặt Millikan, với sự trợ giúp của các kết quả quyết định đã thu được vào năm 1909, được thể hiện trong Hình 17.

Từ pin lưu trữ B người ta đặt một hiệu điện thế 10 4 V vào các bản tụ điện, dùng công tắc điện có thể làm ngắn mạch các bản tụ điện và từ đó triệt tiêu điện trường.

Giọt dầu rơi giữa hai tấm M và N được chiếu sáng bởi một nguồn mạnh. Hành vi của giọt được quan sát vuông góc với hướng của tia qua kính thiên văn.

Với sự trợ giúp của một thiết bị đặc biệt, khí đã được mở rộng bằng cách hạ thấp pít-tông. Sau 1 - 2 giây sau khi mở rộng, radium được lấy ra hoặc được bao phủ bởi một màn chắn chì. Sau đó, điện trường được bật và bắt đầu quan sát các giọt nước vào kính thiên văn. Đường ống có một thang chia độ để có thể đếm quãng đường đã đi bằng một lần giảm trong một khoảng thời gian nhất định. Thời gian được ấn định bởi một chiếc đồng hồ chính xác có lồng.

“Trong khi làm việc với các giọt lơ lửng,” Millikan viết, “Tôi đã nhiều lần quên che chắn chúng khỏi tia radium. Sau đó, tôi tình cờ nhận thấy rằng thỉnh thoảng một trong những giọt đột ngột thay đổi điện tích của nó và bắt đầu di chuyển dọc theo trường hoặc ngược lại với nó, rõ ràng là trong trường hợp đầu tiên là một ion dương, và trong trường hợp thứ hai là một ion âm. Điều này mở ra khả năng đo lường chắc chắn không chỉ điện tích của từng giọt riêng lẻ, như tôi đã làm cho đến lúc đó, mà còn cả điện tích của từng ion khí quyển.

Thật vậy, bằng cách đo vận tốc của cùng một giọt hai lần, một lần trước và lần thứ hai sau khi bắt giữ ion, tôi rõ ràng có thể loại trừ hoàn toàn các đặc tính của giọt và các đặc tính của môi trường và hoạt động với một giá trị chỉ tỷ lệ với điện tích của ion bị bắt.

3.2.4. Cách tính phí cơ bản:

Điện tích cơ bản được tính toán bởi Millikan trên cơ sở các cân nhắc sau đây. Tốc độ thả tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên nó và không phụ thuộc vào điện tích của vật rơi.
Nếu một giọt rơi giữa các bản của tụ điện dưới tác dụng của trọng lực duy nhất với tốc độ v thì

Khi bật trường hướng ngược lại trọng lực, lực tác dụng sẽ là hiệu số qE - mg, trong đó q là điện tích của vật rơi, E là môđun của cường độ trường.

Tốc độ rơi sẽ là:

υ 2 \ u003d k (qE-mg) (2)

Nếu chúng ta chia bình đẳng (1) cho (2), chúng ta nhận được

Từ đây

Để giọt bắt giữ ion và điện tích của nó bằng q ", và tốc độ di chuyển υ 2. Điện tích của ion bị bắt này sẽ được ký hiệu là e.

Khi đó e = q ”- q.

Sử dụng (3), chúng tôi nhận được

Giá trị là không đổi cho một lần giảm nhất định.

3.2.5. Kết luận từ Phương pháp Millikan

Do đó, bất kỳ điện tích nào bị thu giữ bởi một giọt sẽ tỷ lệ với sự khác biệt về vận tốc (υ "2 - υ 2), nói cách khác, tỷ lệ với sự thay đổi tốc độ của giọt do bắt giữ một ion! Phép đo điện tích cơ bản được giảm xuống để đo quãng đường di chuyển của giọt nước và thời gian mà quãng đường này đã đi được. Nhiều quan sát đã chỉ ra tính hợp lệ của công thức (4). Hóa ra giá trị của e chỉ có thể thay đổi trong các bước nhảy! Các khoản phí e, 2e, 3e, 4e, v.v. luôn được quan sát.

“Trong nhiều trường hợp,” Millikan viết, “sự sụt giảm được quan sát thấy trong năm hoặc sáu giờ, và trong thời gian này, nó không bắt được tám hoặc mười ion, mà là hàng trăm ion trong số đó. Nhìn chung, tôi đã quan sát thấy sự bắt giữ của hàng nghìn ion theo cách này, và trong mọi trường hợp, điện tích bị bắt giữ ... hoặc chính xác bằng mức nhỏ nhất của tất cả các điện tích thu được, hoặc bằng bội số nguyên nhỏ của nó. giá trị. Đây là một bằng chứng trực tiếp và không thể bác bỏ rằng electron không phải là 'trung bình thống kê', mà là tất cả các điện tích trên các ion hoặc chính xác bằng điện tích trên electron hoặc là bội số nguyên nhỏ của điện tích này.

Phương pháp của Millikan có thể trả lời rõ ràng câu hỏi này. Trong các thí nghiệm đầu tiên, các điện tích được tạo ra do sự ion hóa các phân tử khí trung hòa bởi một dòng bức xạ phóng xạ. Người ta đo điện tích của các ion bị thu giữ bởi các giọt.

Khi chất lỏng được phun bằng một bộ phun, các giọt bị nhiễm điện do ma sát. Điều này đã được biết đến nhiều vào thế kỷ 19. Các điện tích này có được lượng tử hóa như các điện tích ion không? Millikan "cân" các giọt sau khi phun và thực hiện các phép đo điện tích theo cách đã mô tả ở trên. Kinh nghiệm cho thấy sự rời rạc giống nhau của điện tích.

Rắc giọt dầu (chất điện môi), glycerin (chất bán dẫn), thủy ngân (chất dẫn điện), Millikan chứng minh rằng các điện tích trên các vật thể có bản chất vật lý bất kỳ đều bao gồm trong mọi trường hợp, không ngoại trừ các phần cơ bản riêng biệt có giá trị không đổi. Năm 1913, Millikan tổng hợp kết quả của nhiều thí nghiệm và đưa ra giá trị sau cho điện tích cơ bản: e = 4,774. 10-10 đơn vị tính phí SGSE. Do đó, một trong những hằng số quan trọng nhất của vật lý hiện đại đã được thiết lập. Việc xác định điện tích đã trở thành một bài toán số học đơn giản.

3.4 Phương pháp chụp ảnh Compton:

Một vai trò to lớn trong việc củng cố ý tưởng về thực tế của electron đã được đóng bởi khám phá của C.T.R. Wilson về ảnh hưởng của sự ngưng tụ hơi nước trên các ion, dẫn đến khả năng chụp ảnh các dấu vết của hạt.

Họ nói rằng A. Compton tại buổi thuyết trình không thể thuyết phục người nghe hoài nghi về thực tế tồn tại của vi hạt. Anh khẳng định chỉ tin khi tận mắt chứng kiến.
Sau đó, Compton đưa ra một bức ảnh có một vệt hạt α, bên cạnh đó là một dấu vân tay. "Bạn có biết nó là gì không?" Compton hỏi. "Ngón tay," người nghe trả lời. "Trong trường hợp đó," Compton trịnh trọng tuyên bố, "dải sáng này chính là hạt."
Những bức ảnh chụp lại các vết điện tử không chỉ là bằng chứng về thực tế của các điện tử. Họ xác nhận giả thiết về kích thước nhỏ của electron và có thể so sánh với thực nghiệm các kết quả tính toán lý thuyết, trong đó bán kính electron xuất hiện. Các thí nghiệm do Lenard khởi xướng trong việc nghiên cứu sức đâm xuyên của tia âm cực cho thấy rằng các electron phát ra từ chất phóng xạ rất nhanh tạo ra các dấu vết trong chất khí dưới dạng đường thẳng. Chiều dài rãnh tỉ lệ với năng lượng của electron. Các bức ảnh chụp các vệt hạt α năng lượng cao cho thấy rằng các vệt này bao gồm một số lượng lớn các điểm. Mỗi chấm là một giọt nước xuất hiện trên một ion, được hình thành do va chạm của electron với nguyên tử. Biết được kích thước của một nguyên tử và nồng độ của chúng, chúng ta có thể tính được số nguyên tử mà một hạt alpha phải đi qua trong một khoảng cách nhất định. Một phép tính đơn giản cho thấy một hạt α phải di chuyển khoảng 300 nguyên tử trước khi nó gặp một trong các electron tạo nên lớp vỏ của nguyên tử trên đường đi và tạo ra ion hóa.

Từ lý thuyết tán xạ, người ta có thể thu được dữ liệu để ước tính các góc lệch phụ thuộc vào năng lượng của các electron. Sự trùng hợp giữa lý thuyết với thực nghiệm đã củng cố ý tưởng về electron là hạt nhỏ nhất của vật chất.

Sự kết luận:

Phép đo điện tích cơ bản đã mở ra khả năng xác định chính xác một số hằng số vật lý quan trọng.
Biết giá trị của e sẽ tự động xác định giá trị của hằng số cơ bản - hằng số Avogadro. Trước các thí nghiệm của Millikan, chỉ có những ước tính sơ bộ về hằng số Avogadro, được đưa ra bởi lý thuyết động học của chất khí. Những ước tính này dựa trên các tính toán về bán kính trung bình của một phân tử không khí và thay đổi trong một phạm vi khá rộng từ 2. 10 23 đến 20. 10 23 1 / mol.

Nếu khối lượng của chất lắng bằng một mol,

thì Q \ u003d F- hằng số Faraday và F \ u003d N 0 e, khi đó:

Rõ ràng, độ chính xác của việc xác định hằng số Avogadro được đưa ra bởi độ chính xác mà điện tích electron được đo. Thực tiễn đòi hỏi phải tăng độ chính xác của việc xác định các hằng số cơ bản, và đây là một trong những động lực để tiếp tục cải tiến kỹ thuật đo lượng tử điện tích. Công việc này, vốn đã hoàn toàn mang tính chất đo lường, vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

Các giá trị chính xác nhất hiện tại là:

e \ u003d (4,8029 ± 0,0005) 10 -10. các đơn vị tính phí SGSE;

N 0 \ u003d (6,0230 ± 0,0005) 10 23 1 / mol.

Biết N o, có thể xác định được số phân tử khí trong 1 cm 3, vì thể tích của 1 mol khí là hằng số đã biết.

Kiến thức về số phân tử khí trong 1 cm 3 lần lượt có thể xác định được động năng chuyển động nhiệt trung bình của phân tử. Cuối cùng, điện tích của electron có thể được sử dụng để xác định hằng số Planck và hằng số Stefan-Boltzmann trong định luật bức xạ nhiệt.

Bộ giáo dục Liên bang Nga

Đại học sư phạm bang Amur

Phương pháp xác định điện tích cơ bản

Hoàn thành bởi học sinh 151g.

Venzelev A.A.

Kiểm tra bởi: Cheraneva T.G.

Giới thiệu.

1. Tiền sử phát hiện ra electron

2. Lịch sử phát hiện ra electron

3. Thí nghiệm và phương pháp phát hiện ra electron

3.1 Trải nghiệm Thomson

3.2 Kinh nghiệm của Rutherford

3.3. Phương pháp Millikan

3.3.1. tiểu sử ngắn

3.3.2. Mô tả cài đặt

3.3.3. Cách tính phí cơ bản

3.3.4. Kết luận từ phương pháp

3.4. Phương pháp hình ảnh Compton

Sự kết luận.

Giới thiệu:

Điện tích của một electron là 1,6021892. 10 -19 C

4.803242. 10-10 đơn vị SGSE

Khối lượng electron là 9.109534. 10-31 kg

Phí cụ thể e / m e 1.7588047. 10 11 Cl. kg -1

Spin của electron là 1/2 (tính theo đơn vị h) và có hai hình chiếu ± 1/2; các electron tuân theo thống kê Fermi-Dirac, fermion. Chúng tuân theo nguyên tắc loại trừ Pauli.

Mômen từ của electron là - 1,00116 m b, trong đó m b là nam châm Bohr.

Electron là một hạt bền. Theo số liệu thực nghiệm, thời gian tồn tại là t e> 2. 10 22 tuổi.

1. Bối cảnh khám phá

2. Khám phá electron:

3. Các phương pháp khám phá electron:

3.1 Trải nghiệm Thomson

Joseph John Thomson Joseph John Thomson, 1856–1940