Шпоры по физике 3 семестр 2 поток / 43

43. Опыт Милликена по определению заряда электрона. В закрытое пространство между горизонтально расположенными пластинами конденсатора Милликен вводил мельчайшие капельки масла. При разбрызгивании капельки электризовались, и их можно было устанавливать неподвижно, подбирая величину и знак напряжения на конденсаторе. Равновесие наступало при условии ; - заряд капельки, - результирущяя силы тяжести и архимедовой силы, равная . (– плотность капельки,– ее радиус, – плотность воздуха) Из формул, зная r, можно было найти е. Для определения радиуса измерялась скорость равномерного падения капельки в отсутствие поля. Равномерное движение капельки устанавливается при условии, что сила Р' уравновешивается силой сопротивления ( — вязкость воздуха): . Движение капельки наблюдалось с помощью микроскопа. Для измерения определялось время, за которое капелька проходила расстояние между двумя нитями, видимыми в поле зрения микроскопа. Точно зафиксировать равновесие капельки очень трудно. Поэтому вместо поля, отвечающего условию (10.21), включалось такое поле, под действием которого капелька начинала двигаться с небольшой скоростью вверх. Установившаяся скорость подъема определяется из условия, что сила и сила в сумме уравновешивают силу : . Исключив из уравнений (10.22)—(10.24) и , получим выражение для : Итак, измерив скорость свободного падения капельки и скорость ее подъема в известном электрическом поле , можно было найти заряд капельки . Произведя измерение скорости при некотором значении заряда , Милликен вызывал ионизацию воздуха, облучая пространство между пластинами рентгеновскими лучами. Отдельные ионы, прилипая к капельке, изменяли ее заряд, в результате чего скорость также менялась. После измерения нового значения скорости снова облучалось пространство между пластинами и т. д. Измеренные Милликеном изменения заряда капельки, и сам заряд , каждый раз получались целыми кратными одного и того же заряда ,. Тем самым была экспериментально доказана дискретность электрического заряда, т. е. тот факт, что всякий заряд слагается из элементарных зарядов одинаковой величины. Значения элементарного заряда e=1.602177⋅Кл