Schauen wir uns nun die Durchführung an. Millikan-Versuch: Durchführung mit der Schwebemethode Um das Experiment durchzuführen, werden zwischen den Platten des Plattenkondensators kleine Öltröpfchen zerstäubt. Durch die Reibung der Tröpfchen aneinander, laden sich diese negativ auf. Die Bewegungen der Tröpfchen können nun mit einem Mikroskop beobachtet werden. Die Ladung der Kondensatoren ist so ausgerichtet, dass die positiv geladene Platte oben, und die negativ geladene Platte unten ist. Das negativ geladene Öltröpfchen wird also in Richtung der positiven Platte bewegt. Millikan versuch aufgaben lösungen der. Wirkende Kräfte Schau dir jetzt einmal an, welche Kräfte denn alles auf das Tröpfchen wirken. Auf das Tröpfchen wirken also mehrere Kräfte gleichzeitig. Zum einen wirkt die Schwerkraft bzw. die Gewichtskraft des Tröpfchens nach unten. Neben der wirkenden Gewichtskraft wirkt allerdings auch die Auftriebskraft und die elektrische Kraft der Kondensatoren auf das Tröpfchen. Diese wirken entgegen der Gewichtskraft. Eine Auftriebskraft wirkt nur, wenn ein Medium verdrängt wird (z.
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 $F_R$. Millikan-Versuch zur Bestimmung der Elementarladung in Physik | Schülerlexikon | Lernhelfer. 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. 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.
Lösung einblenden Lösung verstecken a) Der MILLIKAN-Versuch zeigt, dass die elektrische Ladung nur in ganzzahligen Vielfachen der Elementarladung \(e\) auftritt, die Ladung also gequantelt ist. b) Geladene Öltröpfchen aus einer Sprühflasche treten durch ein Loch in das homogene Feld eines Plattenkondensators. Die Spannung an den Platten kann variiert und umgepolt werden. Durch schräg einfallendes Licht wird das Kondensatorinnere beleuchtet. Der Ort der Tröpfchen kann mit einem Mikroskop, in dem man die Lichtreflexe von den Tröpfchen sehen kann, festgestellt werden. Durch geeignete Spannungswahl kann ein Tröpfchen zum Schweben bzw. zu gleichförmiger Auf- und Abbewegung gezwungen werden. c) Die elektrische Kraft muss nach oben gerichtet sein. Bei einem positiven Teilchen muss also die untere Kondensatorplatte positiv und die obere negativ geladen sein. Millikan versuch aufgaben lösungen online. Das elektrische Feld zeigt in diesem Fall vertikal nach oben. d) Für den Schwebezustand gilt\[{F_{{\rm{el}}}} = {F_{\rm{G}}} \Leftrightarrow q \cdot E = m \cdot g \Leftrightarrow q = \frac{{m \cdot g}}{E} \Rightarrow q = \frac{{3, 3 \cdot {{10}^{ - 15}}{\rm{kg}} \cdot 9, 81\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}}}{{10 \cdot {{10}^4}\frac{{\rm{V}}}{{\rm{m}}}}} = 3, 2 \cdot {10^{ - 19}}{\rm{As}} = 2 \cdot e\] e) Bei den Versuchen war die beteiligte Ladung so groß, dass es gar nicht auffallen konnte, ob eine Elementarladung mehr oder weniger vorhanden ist.
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