Skriv utMan kom tidigt underfund med att det finns två olika typer av laddning. Att de var motsatser kunde man få fram ur faktumet att när man blandar de olika laddningarna (positiv och negativ) upphäver de varandra och laddningen blir 0.
Man hade också kommit fram till att grundämnen har en minsta beståndsdel som man kallade atomen. Frågan var då om det fanns en minsta laddning också. Det var den amerikanska fysikern Millikan som först lyckades mäta den minsta laddningsmängden: elementarladdningen (e). Det är den laddningsmängd som en elektron (negativ) har och samma som en proton (positiv) har. Det är en av de universella fysikaliska konstanterna:
| e = 1,602·10 -19As |
Millikans oljedroppsförsök
1909 gjorde Robert A. Millikan första mätningen av elementaladdningen. Han använde en parfymspruta för att blåsa in mycket små oljedroppar i en kammare mellan två parallella plattor kopplade till en spänningskälla. Då dropparna oftast fick en liten laddning, överskott eller underskott av en eller flera elektroner, kunde det elektriska fältet påverka hur de rörde sig.
- Dom små röda punkterna är negativt laddade oljedroppar som alla har massan 1,0·10-15 kg.
- Om det elektriska fältet E är noll kommer alla droppar att falla nedåt på grund av sin tyngd, m·g.
- Om Du ökar fältstyrkan kan det hända att vissa droppar rör sig uppåt, vissa neråt och några inte alls.
- För de droppar som står stilla gäller att den resulterande
kraften Fres = 0,
det vill säga m·g = q·E. (motsatt riktade krafter) där q = N·e, ett heltal gånger elektronens laddning. Med hjälp av detta kan du beräkna ett värde på elektronens laddning. - Det kan vara enklast att ta bort bocken ner till vänster i appletten. Annars skapas en ny droppe på en slumpmässig plats i fältet så fort en droppe försvunnit ur fönstret.
- För att försöket ska verka mer realistiskt finns lite slumpmässiga fel på en del värden.
Börja med största möjliga E-fält
(90kV/m), klicka på och och se om några droppar svävar stilla i minst
6 sekunder. (för låga E så börjar
topparna överlappa varandra.) |
När du nu har ett värde på elektronens laddning kan du gå vidare till nästa försok för att mäta elektronens massa. Det enda hjälpmedel du behöver ta med dej är en linjal.
Elektronens massa (FyB kunskaper)
• "Measuring e using the Millikan apparatus" av Tom Haynie
• Robert Andrews Millikan fick nobelpriset 1923
Denna sida använder applet utvecklat av magnus.karlsson