Så spelar du Millikans droppe
- Välj ett test och läs droppens massa, spänningen eller elektronerna och avståndet på kortet.
- Använd q·V ÷ d = m·g för en svävande droppe, q = n·e och e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C.
- Skriv din förutsägelse och tryck på Start. Spänningen stiger i 2 s och hålls sedan.
- Se om droppen svävar. Din orange droppe, eller de orange stegpinnarna på laddningsstegen, visar vad ditt svar förutsäger.
Laddning kommer i elektroner
År 1909 sprutade Robert Millikan och Harvey Fletcher in pyttesmå oljedroppar mellan två metallplattor och tittade på dem i mikroskop. Några droppar fångade några extra elektroner. Med en spänning V mellan plattor på avståndet d finns ett elektriskt fält E = V ÷ d, som knuffar en laddning med kraften q·E. Genom att justera spänningen tills en droppe svävade gjorde de den elektriska kraften lika stor som tyngden, q·V ÷ d = m·g, och hittade så laddningen. Droppe efter droppe var laddningarna alltid hela antal av samma pyttelilla mängd, e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C, laddningen hos en elektron. Inget bar någonsin hälften av den. Därför säger man att laddning är kvantiserad: den kommer i steg om e, som pengar kommer i hela ören.
En avgränsad inlärningsmodell
Droppen är en oljekula (886 kg/m³) i stillastående luft. Luftmotståndet håller den hela tiden vid sin gränshastighet, v = (F_E − W) ÷ (6π·η·r), så den accelererar aldrig. Fältet mellan plattorna är homogent. Spänningen stiger jämnt i 2 s och hålls sedan i 2 s, så droppen sjunker lite innan fältet är fullt. En droppe som når en platta fastnar. Dropparna är ritade förstorade och mikroskopbilden är förstorad, med ett rutnät på 0,1 mm. Svar inom 2 % är rätt.