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Kurzporträt Die LüWoBau ist das kommunale Wohnungsunternehmen in Lüneburg. In 2022 werden wir 100 Jahre und sind dennoch nicht alt. Über uns Nachhaltigkeit Historie Team Arbeiten bei der LüWoBau Offene Stellen
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Sobald es eine konstante Sinkgeschwindigkeit $v$ erreicht hat, herrscht wieder ein Kräftegleichgewicht. Dieses Mal zwischen der Gewichtskraft $F_G$, der Auftriebskraft $F_A$ und der Reibungskraft $F_R$. Für die Reibungskraft gilt die Formel der stokesschen Reibung: $F_R = 6 \cdot \pi \cdot r \cdot \eta \cdot v$ Dabei ist $r$ wieder der Radius des Tröpfchens und $\eta$ die Viskosität von Luft. Diese können wir in einem Tafelwerk nachschlagen. Der Millikan-Versuch zur Bestimmung der Elementarladung. Damit können wir durch Messung der konstanten Sinkgeschwindigkeit den Radius des Tröpfchens bestimmen. Setzen wir diesen Zusammenhang in die Gleichung aus der Schwebemethode ein, erhalten wir für den Millikan-Versuch die Formel: $Q = 9 \cdot \sqrt{2} \cdot \pi \cdot \frac{d}{U} \sqrt{ \frac{ \eta^{3} \cdot v^{3}}{ \rho' \cdot g}}$ Diese Formel alleine enthält allerdings noch keine Aussage zur Elementarladung des Elektrons, deren Bestimmung das eigentliche Ziel des Experiments ist. Denn die Ladung $Q$, die durch diese Formel berechnet werden kann, ist die Gesamtladung eines Tröpfchens.
Da die Tröpfchen aus einer Vielzahl von Atomen bestehen, ist die Wahrscheinlichkeit sehr gering, dass sie nur eine einzige Elementarladung tragen. Um dennoch die Größe der Elementarladung herauszufinden, müssen wir das Experiment viele Male wiederholen und immer unterschiedliche Tröpfchen beobachten, die unterschiedlich stark geladen sind. Mithilfe eines Diagramms können wir dann die Elementarladung bestimmen. Aufgaben zum Millikan-Experiment 367. In der skizzierten .... Millikan-Versuch – Diagramm Um das Experiment auszuwerten, müssen wir ein Diagramm erstellen, indem wir die Ladung der einzelnen Tröpfchen auf der y-Achse auftragen. Auf der x-Achse tragen wir den Teilchenradius ein. Ein Diagramm für um die $50$ Versuche sieht in etwa wie folgt aus: Auf der y-Achse ist die Ladung $Q$ der einzelnen Tröpfchen in Coulomb eingezeichnet, auf der x-Achse der Radius $r$ in Metern. Nach einer ausreichenden Zahl an Messungen können wir das gezeigte Muster erkennen: Die Ladungen $Q$ der Tröpfchen scheinen sich um bestimmte Messwerte zu gruppieren, die immer gleiche Abstände zueinander haben.
Der Millikan-Versuch – Bestimmung der Elementarladung In der Mitte des 19. Jahrhunderts fand MICHAEL FARADAY (1791–1867) heraus, dass bei der Elektrolyse zur Abscheidung einer bestimmten Anzahl von Atomen gegebener Wertigkeit immer die gleiche Ladung erforderlich ist. Auf dieser Grundlage versuchte der britische Physiker G. J. STONEY (1826–1911) eine erste Abschätzung der Elementarladung, konnte aber nur einen statistischen Mittelwert angeben. Mit einem völlig anderen Verfahren gelang es dem amerikanischen Physiker ROBERT ANDREWS MILLIKAN (1868–1953) in den Jahren 1909 bis 1913 erstmals, die Elementarladung e relativ genau zu bestimmen. Er nutzte dazu die Tröpfchenmethode, der Versuch wird heute als MILLIKAN-Versuch (oder auch Öltröpfchenversuch) bzw. Millikan versuch aufgaben lösungen mit. MILLIKAN-EXPERIMENT bezeichnet. MILLIKAN erhielt für die Präzisionsmessung der Elementarladung 1923 den Nobelpreis für Physik. Zuvor war gar nicht klar, ob es überhaupt so etwas wie eine kleinste Ladung gibt. Mit dem im folgenden beschriebenen Experiment konnte Robert Millikan nachweisen, dass es eine kleinste Ladung – die sog.
Es gilt also: Gewichtskraft F G = Feldkraft F m ⋅ g = Q ⋅ E Beträgt die Ladung eines Öltröpfchens Q = N ⋅ e und die elektrische Feldstärke in einem Plattenkondensator E = U d, so erhält man: m ⋅ g = N ⋅ e ⋅ U d und nach der Elementarladung e umgestellt: e = m ⋅ g ⋅ d N ⋅ U Damit könnte man die Elementarladung e bestimmen. Millikan versuch aufgaben lösungen und fundorte für. Das Problem besteht allerdings in der Ermittlung der Masse. Um es zu lösen, wandte MILLIKAN folgenden "Trick" an: Neben der Gewichtskraft und der Feldkraft wirkt auf die kleinen Tröpfchen auch die Luftreibungskraft. Sie bewegen sich gleichförmig nach oben (Bild 1 oben), wenn diese Reibungskraft F R = F − F G (1) und gleichförmig nach unten (Bild 1 unten), wenn: F R = F + F G (2) Nach dem stokeschen Gesetz kann man für die Reibungskraft schreiben: F R = 6 π ⋅ η ⋅ r ⋅ v Dabei ist η die dynamische Viskosität ("Zähigkeit des Stoffes"), r der Tröpfchenradius und v die Geschwindigkeit der Tröpfchen. Aus den Kräftegleichgewichten (1) und (2) kann man unter Einbeziehung der zuletzt genannten Gleichung für die Reibungskraft die Geschwindigkeit beim Sinken und Steigen ermitteln: beim Steigen: beim Sinken: 6 π ⋅ η ⋅ r ⋅ v = N ⋅ e ⋅ E − m ⋅ g 6 π ⋅ η ⋅ r ⋅ v = N ⋅ e ⋅ E + m ⋅ g v 1 = N ⋅ e ⋅ E − m ⋅ g 6 π ⋅ η ⋅ r v 2 = N ⋅ e ⋅ E + m ⋅ g 6 π ⋅ η ⋅ r Um N ⋅ e = Q zu bestimmen, bildet man v 1 + v 2 und v 1 − v 2.