Sådan spiller du Millikans dråbe
- Vælg en test, og aflæs dråbens masse, spændingen eller elektronerne og afstanden på kortet.
- Brug q·V ÷ d = m·g for en svævende dråbe, q = n·e og e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C.
- Skriv dit bud, og tryk Start. Spændingen stiger i 2 s og holdes så.
- Se, om dråben svæver. Din orange dråbe eller de orange trin på ladningsstigen viser, hvad dit svar forudsiger.
Ladning kommer i elektroner
I 1909 sprøjtede Robert Millikan og Harvey Fletcher bittesmå oliedråber ind mellem to metalplader og så på dem gennem et mikroskop. Nogle dråber fangede nogle få ekstra elektroner. Med en spænding V mellem plader med afstanden d er der et elektrisk felt E = V ÷ d, som skubber til en ladning med kraften q·E. Ved at indstille spændingen, til en dråbe svævede, gjorde de den elektriske kraft lige så stor som tyngden, q·V ÷ d = m·g, og fandt sådan ladningen. Dråbe efter dråbe var ladningerne altid hele antal af den samme bitte lille mængde, e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, ladningen af én elektron. Intet havde nogensinde halvdelen. Derfor siger man, at ladning er kvantiseret: den kommer i trin på e, ligesom penge kommer i hele øre.
En afgrænset læringsmodel
Dråben er en oliekugle (886 kg/m³) i stillestående luft. Luftmodstanden holder den hele tiden på dens grænsehastighed, v = (F_E − W) ÷ (6π·η·r), så den accelererer aldrig. Feltet mellem pladerne er homogent. Spændingen stiger jævnt i 2 s og holdes så i 2 s, så dråben synker lidt, før feltet er fuldt. En dråbe, der når en plade, sidder fast. Dråberne er tegnet forstørret, og mikroskopbilledet er forstørret, med et gitter på 0,1 mm. Svar inden for 2 % er rigtige.