مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
فصل 1مثال ـ1 9 : آزمایش قطره ـ روغن میلیکانهمان طور که پیش تر دیدیم بار الکتریکی با هر مقداری ظاهر نمی‌شود؛ بلکه همواره مضربدرستی از بار بنیادی e است (ne ± q = .) آزمایش کالسیک فیزیک دان آمریکایی رابرتمیلیکان به توضیح این امر می‌پردازد. این آزمایش اکنون به نام آزمایش قطره ــ روغن میلیکان 1معروف است. میلیکان بین دو ٔ ورقه فلزی موازی و افقی میدان الکتریکی قائم یکنواخت → Eرا توسط یک منبع ولتاژ باال ایجاد کرد (که می‌توانست آن را قطع و وصل کند). او در مرکزٔ ورقه باالیی چندین ٔ روزنه کوچک ایجاد کرده بود که از طریق آنها قطره های روغن حاصل ازیک روغن پاش به ٔ ناحیه بین دو ورقه می‌پاشید. بیشتر این قطره ها در اثر مالش با ٔ دهانه خروجیروغن پاش، باردار می‌شدند. میلیکان با تغییر دادن میدان الکتریکی بین صفحات به حرکت رابرت فیزیک دان اندرو ٔ خبره میلیکان 2 آمریکایی که در)م1868 ــ1953(سالقطره های روغن در این فضا توجه کرد و با تحلیل این حرکت و با در نظر گرفتن مقاومت هوا، میالدی1923 به خاطر کار خود در تعییننیروی الکتریکی وارد بر هر قطره را محاسبه کرد و از آنجا بار الکتریکی هر قطره را تعیین کرد. بار جایزه نوبل الکترون و نیز گردید. اثر فوتوالکتریک ٔ برندهمیلیکان با تکرار آزمایش قطره ــ روغن به دفعات زیاد و با قطره ــ روغن های متفاوت دریافت ٔکه بار قطره ها برابر بار بنیادی e یا مضرب درستی از این مقدار است. شکل زیر اسباب واقعی آزمایش ٔ اولیه میلیکان و طرحی ازآن اسباب را نشان می‌دهد.قطره های روغن روغن پاشچشمی‌میکروسکوپولتاژ باالصفحه های عایق بندی شدهاز دیوارۀ ظرفاسباب آزمایش اولیۀ میلیکان و طرحی از آناکنون وضعیتی را در نظر بگیرید که ٔ قطره روغن در فضای بین دو صفحه معلق است. اگر جرم این ٔ قطره روغن-15 kg 8/2×10 و میدان الکتریکی دارای بزرگی 5 N/C 1/0×10 و رو به پایین باشد، تعداد الکترون هایی که قطره جذبکرده یا از دست داده است، چقدر است؟پاسخ: چون ٔ قطره روغن در میدان الکتریکی معلق است و وزن همواره رو به پایین اثر می‌کند، بنابراین، نیروی الکتریکیباید مطابق شکل رو به باال بر ٔ قطره روغن اثر کند. چون جهت نیروی الکتریکی رو به باال و جهت میدان الکتریکی رو به پاییناست، نتیجه می‌گیریم که بار ٔ قطره روغن باید منفی باشد؛ یعنی باید ٔ قطره روغن الکترون به دست آورده باشد. حال به دنبال تعدادالکترون هایی هستیم که این قطره به دست آورده است. از شرط تعادل نیروها داریم:E = mg | q | ⇒ وزن = نیروی الکتریکیMillikan Andrews Robert ــ 2 Experiment drop ــ Oil Millikanʼs ــ 120