Март 13th, 2009 by iw Posted in Атом электрического заряда
Между двумя горизонтальными металлическими пластинами распыляют, допустим
с помощью обычного пульверизатор немного масла. Образовав разреженный
масляный туман, состоящий из мельчайших капель масла медленно оседает на нижней пластине. При этом проходя через сопло пульверизатора, большинство капелек вследствие трения приобретает электрический заряд. Если теперь создать между пластинами постоянное электрическое поле, направленное вниз; то капельки с положительным зарядом ускорят свое движение вниз, а отрицательно заряженные капельки, наоборот; замедлят движение вниз или даже начнут перемещаться вверх. Невооруженным глазом, отдельные капельки масла едва различимы, но при сильном боковом освещении их легко наблюдать в микроскоп на темном фоне. Осторожно регулируя электрическое масла, прошедшую через отверстие в верхней пластине, в пространстве между металлическими пластинами действуют сила тяготения, направленная вниз, и электрическая сила, направленная вверх. Плавно регулируя напряжение между пластинами, можно добиться, чтобы капелька остановилась. В отсутствие трения это означает, что названные силы взаимно уравновешенны. Приравнивая их, мы можем из полученного уравнения вычислить заряд капельки
напряжение между пластинами, можно произвольно замедлить движение какой-либо капельки и удерживать ее в поле зрения микроскопа в течение нескольких минут.
Январь 9th, 2009 by iw Posted in Атом электрического заряда
Если же капелька совсем перестанет двигаться, то это означает, что действующая на шее электрическая сила становится равной гравитационной. Это можно записать в виде уравнения Eq—-mg. Значение ускорения силы тяжести g известно с высокой точностью. Напряженность электрического поля Е нетрудно рассчитать, разделив напряжение между расстоянием между ними Р. .Э. Миляикен, который осуществил этот опыт в 19 Ю г., измерил поочередно электрический заряд большого числа капелек. Некоторые из них имели настолько ничтожный электрический заряд, что электрическое поле не оказывало заметного влияния на их движение поэтому их заряд не удалось измерить. Однако у большинства капелек при включении электрического поля скорость существенно изменялась, и величина их заряда была измерена описанным способом.
Результат опыта совершенно однозначно опроверг гипотезу, согласно которой считалось, что электрический заряд представляет собой сплошную среду: заряд любой капельки был кратен величине 1,6-1019 Кл (кулон). Точность определения массы капельки по скорости ее падения недостаточна, и поэтому, чтобы точнее измерить величину элементарного электрического заряда, опыт был усовершенствован.
Декабрь 19th, 2008 by iw Posted in Атом электрического заряда
Когда электрическое поле достигало значения, при котором наблюдаемая капелька масла останавливалась, в пространство между пластинами на короткое время направляли пучок рентгеновского излучения. Как правило, заряд капельки при этом изменялся, а следовательно, изменялось и электрическое поле, необходимое для удержания ее в покое. В таком случае изменение заряда капельки можно было измерять без ее взвешивания. Описанные эксперименты, как и более точные позднейшие измерения, неопровержимо показали, что электрический заряд любого тела в целое число раз больше некоего минимального заряда, равного 1,60095 X ХЮ19 Кл; это и есть неделимый атом электричества. Собственно говоря, опыт Милликена мог бы быть осуществлен на сотню лет раньше. Уже тогда ученые имели в своем распоряжении и источники постоянного напряжения, и микроскопы. (Впрочем, для наблюдения за капельками и измерения их скорости достаточно и хорошей лупы.) Но в те времена даже не возникал вопрос о дискретности электрического заряда. Опыт был задуман и осуществлен только тогда, когда на основании ряда косвенных исследований было высказано предположение о том, что электроны и ионы несут единичные элементарные заряды. Тем не менее опыт Милликена представлял собой уникальный эксперимент, прямо и однозначно доказывающий существование элементарного электрического заряда.
Август 25th, 2008 by iw Posted in Атом электрического заряда
Поэтому броуновское движение представляет собой лишь косвенное свидетельство корпускулярной структуры вещества. Броуновское движение можно наблюдать не только в жидкости. Оно проявляется, например, при движении в воздухе частиц дыма или слабых нерегулярных движениях зеркала чувствительного гальванометра за которыми можно следить невооруженным глазом по движениям светового зайчика. В общем это — наиболее доступное для простых наблюдений явление, в котором — пусть довольно косвенным образом — проявляется тепловое движение субмикроскопических частиц, составляющих любое вещество. Применительно к электрическому заряду слово атом обычно не употребляют: Это название прочно закрепилось за атомами химических элементов, хотя они, как выяснилось , вовсе не обладают тем свойством, которое определяется первоначальным смыслом слова атом (что по-гречески означает неделимый). И напротив, такому смыслу вполне отвечает понятие элементарного заряда (наименьшего количества электричества), поскольку его не удалось разделить на меньшие части даже при столкновениях высокоэнергетических элементарных частиц на крупнейших ускорителях. Опыт в котором была доказана дискретность электрического заряда и одновременно-измерена величина наименьшего возможного заряда электричества, технически сравнительно прост .