Esperimento DI Millikan alla doc olio PDF

Preview

Summary

Prima di iniziare a parlare dell’esperimento in sé, avvenuto nel 1809 e pubblicato 4 anni dopo nel 191,3 è necessario
un breve cenno storico.
Nel 1897, il fisico britannico J.J. Thomson riuscì ad ottenere il rapporto tra la carica e la massa di un elettrone
pari a 1,75*10^-11 C/Kg...

Description

ESPERIMENTO DI MILLIKAN Prima di iniziare a parlare dell’esperimento in sé, avvenuto nel 1809 e pubblicato 4 anni dopo nel 191,3 è necessario un breve cenno storico. Nel 1897, il fisico britannico J.J. Thomson riuscì ad ottenere il rapporto tra la carica e la massa di un elettrone pari a 1,75*10^-11 C/Kg. Tuttavia, sia la carica che la massa erano ancora incognite L'obiettivo del fisico statunitense Robert Millikan fu proprio quello di misurare la carica elettrica dell'elettrone servendosi di un apparato strumentale composto da due camere: nella prima vengono immesse le goccioline d'olio caricate positivamente o negativamente per strofinio nella seconda, collegata alla prima tramite un foro, avviene il vero e proprio esperimento. Questa camera è infatti un condensatore a facce piane e parallele chiuso da pareti isolanti e collegato ad un generatore di tensione tramite il quale è possibile variare l'intensità del campo elettrico. L’apparato comprendeva pure un microscopio necessario per calcolare la velocità delle varie goccioline d’olio

fase 1: campo elettrico è disattivato, ma = mg − 6πηrv, ma=forza agente, mg=forza peso, 6πηrv1=forza d'attrito viscoso all'aumentare della velocità, aumenta anche l'attrito viscoso, fino al raggiungimento della velocità di regime, ossia la velocità che un corpo acquista quando la forza peso a cui il corpo è soggetto equivale alla forza d'attrito viscoso esercitata dall'aria v1=mg/6πηr (incognite raggio e massa) massa= densità*volume (formula n°1) (ρ si pronuncia rho) gocciolina d'olio è approssimata a sfera sostituendo la massa si ricava r (formula n°2)

fase 2: campo elettrico attivato, consideriamo una gocciolina d'olio caricata positivamente. Supponendo che la forza elettrica sia sufficientemente grande da vincere le due forze (peso e attrito) da far risalire la gocciolina si avrà ma = qE- mg − 6πηrv, dove q è la carica della particella ed E è il campo elettrico generato dalle cariche del condensatore. Come nella fase 1, aumentando la velocità, aumenterà anche la forza di attrito fino ad ottenere la velocità di regime per cui qE = mg + 6πηrv, da cui si ricava v2 (formula) e successivamente q, che contiene ancora un numero elevato di elettroni e non sarebbe dunque possibile ricavare e con precisione

fase3:nella terza fase, mantenendo lo stesso campo elettrico della fase 2 variando soltanto la carica della goccia ionizzando l'aria. In questo modo si ottiene la velocità di regime v3, che sottratta a v2 da come risultato

(altra formula che ha q1-q). Si riesce così ad ottenere una variazione di carica ∆q di pochi elettroni.

conclusione: Millikan notò nei molteplici calcoli che tutte le cariche erano legate da un'unica relazione q=ne con n=0,±1,±2... ossia erano tutte multipli di un massimo comune divisore che corrisponde alla costante fondamentale chiamata oggigiorno carica elementare. Millikan ottenne come risultato 1,592*10^-19, corrispondente ad un errore inferiore all'1% (circa dello 0,6%) di rispetto al valore stimato ai giorni nostri. Tale esperimento fu fondamentale per dimostrare la quantizzazione della carica, ossia la proprietà di certe grandezze (tra cui appunto la carica) di poter assumere soltanto certi valori. Infine si ricavò anche la massa dell'elettrone essendo noto il rapporto tra la carica di un elettrone e la sua massa grazie al già citato esperimento di Thomson Nel 1923 Millikan vinse il premio nobel per la fisica grazie soprattutto a questo esperimento che è ricordato come il suo esperimento più famoso e significativo...