Slik spiller du Millikans dråpe
- Velg en test og les dråpens masse, spenningen eller elektronene og avstanden på kortet.
- Bruk q·V ÷ d = m·g for en svevende dråpe, q = n·e og e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C.
- Skriv inn forslaget ditt og trykk Start. Spenningen stiger i 2 s og holdes så.
- Se om dråpen svever. Den oransje dråpen din, eller de oransje trinnene på ladningsstigen, viser hva svaret ditt forutsier.
Ladning kommer i elektroner
I 1909 sprayet Robert Millikan og Harvey Fletcher bittesmå oljedråper mellom to metallplater og så på dem gjennom et mikroskop. Noen dråper fanget noen få ekstra elektroner. Med en spenning V mellom plater med avstand d er det et elektrisk felt E = V ÷ d, som skyver på en ladning med kraften q·E. Ved å justere spenningen til en dråpe svevde, gjorde de den elektriske kraften lik tyngden, q·V ÷ d = m·g, og fant slik ladningen. Dråpe etter dråpe var ladningene alltid hele antall av den samme bittelille mengden, e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, ladningen til ett elektron. Ingenting hadde noen gang halvparten. Derfor sier vi at ladning er kvantisert: den kommer i trinn på e, slik penger kommer i hele øre.
En avgrenset læringsmodell
Dråpen er en oljekule (886 kg/m³) i stille luft. Luftmotstanden holder den hele tiden på grensefarten, v = (F_E − W) ÷ (6π·η·r), så den får aldri økende fart. Feltet mellom platene er homogent. Spenningen stiger jevnt i 2 s og holdes så i 2 s, så dråpen synker litt før feltet er fullt. En dråpe som når en plate, blir sittende fast. Dråpene er tegnet forstørret, og mikroskopbildet er forstørret, med et rutenett på 0,1 mm. Svar innenfor 2 % er riktige.