98.Дослід Мілікена

У 1910 році, будучи професором в університеті Чикаго, Міллікен опублікував перші результати своїх експериментів із зарядженими крапельками олії, за допомогою яких він виміряв заряд електрона. Елементарний електричний заряд є однією з фундаментальних фізічних констант і знання його точного значення є дуже важливим. У своїх експерементах Роберт Міллікен вимірював силу, що діє на найдрібніші заряджені крапельки олії, підвішені між електродами за допомогою електричного поля. При певному значенні електричного поля можна визначити заряд краплі. Провівши повторні експерименти з великою кількістю крапель, Міллікен показав, що результати можуть бути пояснені, якщо припустити, що заряд краплі пропорційний цілому числу елементарних зарядів, величиною -1.592×10^-19 Кулон. Різницю результатів Міллікена і результатів що прийняті зараз "( -1.60217653×10^-19 Кулон)", пояснюється тим, що Міллікен використовував неточні значення коефіцієнта в'язкості повітря.

99.Рух електрона в постійному однорідному електричному полі

Швидкість деяких процесів в електротехніці визначаються рухом електрона. Слід пам’ятати, що електрон має від’ємний заряд. Розглянемо, як буде рухатися електрон в однорідному електричному полі. Для простоти виберемо дві пластини великих розмірів, щоб уникнути спотворення електричного поля, яке виникає на краях. Будемо вважати, що між пластинами вакуум (вільний простір) і електрон може рухатися без перешкод.

1.Якщо початкова швидкість електрона дорівнює нулю, електричне поле на нього діє силою F і він починає розганятися і рухатися в напрямку до плюсової пластини. Чим більша напруга буде між пластинами, тим більшу швидкість буде мати електрон на кінці свого шляху. Електрон в однорідному електричному полі має таку швидкість:

де е = 160,21892 · 10-21 Кл – заряд електрона, me = 910,9534 · 10-33 кг – маса електрона, U – різниця потенціалів (напруга), при якій електрон набуває швидкості V. Ця формула справедлива тільки тоді, коли початкова швидкість дорівнює нулю. На фізиці такі процеси розглядаються більш детально, але для розуміння цієї формули достатньо.

2.Якщо електрон рухається проти сили електричного поля F, то він віддає свою енергію полю. Коли його енергія повністю втрачається, швидкість стає рівною нулю і електрон починає рухатися, як у першому випадку. Можливий випадок, коли електрон має дуже велику швидкість і він не встигає віддати всю енергію полю, при цьому він витрачає лише її частину.

3. Якщо електрон рухається в поперек поля, то він здійснює траєкторію, яка являється параболою. В такому випадку його будуть рухати два вектори (напрями) швидкостей V0 i V1. Швидкість V1 набувається внаслідок дії поля Е (див. перший випадок); V0 – це початкова швидкість електрона, з якою він попав у поперечне поле. Після того, як електрон вийде із зони дії поля, то він по інерції піде прямолінійно.

На практиці електричні поля в більшості неоднорідні – їхня напруженість Е в різних точках має різну величину і напрями. Крім того, електрон може рухатися із набагато меншою швидкістю, ніж та, що розрахована по формулі, якщо він знаходиться у якомусь середовищі (наприклад, провідник, повітря).