Reklama

Опыт Милликена

Один из самых надежных и точных опытов, позволивших измерить величину элементарного электрического заряда, был выполнен в 1910 г. американским ученым Р. Милликеном. Сущность его опыта заключалась в следующем.

IMG_20141014_0002_crВ однородное поле плоского конденсатора, расположенного горизонтально, вводили маленькую каплю масла с известной массой m. Так как для плоского конденсатора справедлива формула Е = U/d, то по напряжению на пластинах можно вычислить напряженность поля. Кроме того, изменяя U, можно создавать нужную для опыта напряженность Е. Милликен заряжал каплю с помощью ионизации молекул излучением и подбирал такое значение Е, при котором капля неподвижно висела между пластинами (рис. 15.34). В этом случае электрическая сила ГЭЛ, действующая на каплю, равна действующей на нее силе тяжести FТ, т. е. FЭЛ= FТ, или qU/d = mg, откуда

q=mgd/U.

Подставляя в эту формулу числа, полученные из опыта, Милликен находил величину заряда капли q. Повторяя опыты многократно, он убедился, что с учетом возможных ошибок заряд капли во всех опытах можно считать целым кратным одного и того же числа. Это число Милликен и принял за величину элементарного заряда. На основе анализа полученных результатов он установил следующие числовые значения для зарядов протона и электрона:

е+ = 1,60*10-19 Кл, е_=-1,60*10-19 Кл.

В действительности удерживать каплю так, чтобы она не двигалась, очень трудно. Поэтому опыты Милликена протекали гораздо сложнее, и расчетная формула тоже была более сложной.

Reklama