Cum se joacă Picătura lui Millikan
- Alege un test și citește pe card masa picăturii, tensiunea sau electronii și distanța.
- Folosește q·V ÷ d = m·g pentru o picătură care plutește, q = n·e și e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C.
- Scrie predicția și apasă Start. Tensiunea crește 2 s, apoi rămâne constantă.
- Uită-te dacă picătura plutește. Picătura ta portocalie sau treptele portocalii ale scării sarcinilor arată ce prezice răspunsul tău.
Sarcina vine în electroni
În 1909, Robert Millikan și Harvey Fletcher au pulverizat picături minuscule de ulei între două plăci de metal și le-au privit la microscop. Unele picături prindeau câțiva electroni în plus. Cu o tensiune V între plăci aflate la distanța d apare un câmp electric E = V ÷ d, care împinge o sarcină cu forța q·E. Reglând tensiunea până când o picătură plutea, au făcut forța electrică egală cu greutatea, q·V ÷ d = m·g, și așa au aflat sarcina. Picătură după picătură, sarcinile erau mereu numere întregi ale aceleiași cantități minuscule, e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, sarcina unui electron. Nimic nu purta vreodată jumătate din ea. De aceea se spune că sarcina e cuantificată: vine în trepte de e, așa cum banii vin în bani întregi.
Un model de învățare țintit
Picătura este o sferă de ulei (886 kg/m³) în aer nemișcat. Frecarea cu aerul o ține în fiecare clipă la viteza limită, v = (F_E − W) ÷ (6π·η·r), deci nu accelerează niciodată. Câmpul dintre plăci este uniform. Tensiunea crește uniform 2 s și apoi rămâne constantă 2 s, deci picătura coboară puțin înainte ca acel câmp să fie complet. O picătură care ajunge la o placă se lipește de ea. Picăturile sunt desenate mărite, iar imaginea la microscop e mărită, cu o grilă de 0,1 mm. Răspunsurile în limita a 2% sunt corecte.