Concetti Chiave
- L'apparato di Millikan era composto da due camere: una per spruzzare goccioline d'olio e l'altra per applicare una differenza di potenziale.
- Le goccioline d'olio, elettrizzate per strofinio, mostravano comportamenti diversi a seconda del segno della loro carica.
- La carica delle goccioline poteva essere calcolata misurando la loro velocità e considerando la forza d'attrito, il peso e la differenza di potenziale.
- La formula per determinare la carica include variabili come viscosità dell'aria, raggio della goccia, velocità, massa, distanza e tensione tra le placche.
- Millikan scoprì che i valori di carica misurati erano multipli della carica elementare, dimostrando che la carica è quantizzata in natura.
L'apparato sperimentale di Millikan
L'apparato sperimentale dell’esperienza di Millikan era costituito da una prima camera dove venivano spruzzate goccioline d’olio, le quali attraverso un foro passavano in una seconda camera dove veniva applicata una differenza di potenziale mediante un generatore: attraverso un microscopio graduato si osservava il comportamento delle goccioline nella camera A.
L’esperimento prevedeva che alcune goccioline si elettrizzassero per strofinio con cariche di entrambi i segni contro il tubo dello spruzzatore, nella camera A il loro comportamento era determinato dal segno di carica con cui erano state elettrizzate per cui una gocciolina carica negativamente accelerava verso il basso, mentre una carica positivamente poteva addirittura invertire il verso del suo moto.
Determinazione della carica
Dato che le goccioline risentono della forza d’atrito viscoso dell’aria, del loro peso e della differenza di potenziale misurandone la velocità è possibile determinarne la carica in quanto per il primo principio della dinamica deve essere: FC=Fpeso+Fattrito percui Eq=6πηrv+mg quindi
q=(6πηrv+mg)s/V dove eta è la viscosità dell’aria, r il raggio della goccia, v la velocità misurata, m la massa della goccia è s e V la distanza e la tensione tra le placche.
Millikan notò che i valori misurati di q erano tutti multipli e sottomultipli di una carica fondamentale quella dell’elettrone, in natura quindi la carica risulta quantizzata, assume solo un insieme di valori ben definiti.
Domande da interrogazione
- Qual era la struttura dell'apparato sperimentale di Millikan?
- Come si determinava la carica delle goccioline d'olio nell'esperimento di Millikan?
- Qual è l'importante scoperta riguardo alla carica elettrica emersa dall'esperimento di Millikan?
L'apparato era composto da due camere: una prima camera dove venivano spruzzate goccioline d'olio e una seconda camera in cui veniva applicata una differenza di potenziale. Le goccioline venivano osservate attraverso un microscopio graduato per analizzarne il comportamento in base alla loro carica (come descritto nel testo).
La carica delle goccioline veniva determinata misurando la loro velocità, tenendo conto della forza d'attrito viscoso, del peso e della differenza di potenziale. Utilizzando la formula q=(6πηrv+mg)s/ΔV, si calcolava la carica in base a vari parametri (viscosità, raggio, velocità, massa, distanza e tensione) (come spiegato nel testo).
Millikan scoprì che i valori misurati della carica erano tutti multipli e sottomultipli di una carica fondamentale, quella dell'elettrone, dimostrando che la carica in natura è quantizzata e assume solo valori ben definiti (come indicato nel testo).
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