3 20
 |
Elektronların kütlesi ve yükü nasıl hesaplanmıştır, Millikan'ın yağ damlası deneyi nedir? |
Thomson'dan yaklaşık on sene sonra Millikan, yağ damlası deneyi olarak bilinen düzenek yardımıyla bir elektronun yükünü ve sonra da kütlesini bulmayı başarmıştır. Bu buluşlarıyla Millikan, 1923 Nobel Fizik Ödülünü almıştır.
Deney öncesi
1897 yılında Thomson yaptığı katot ışını deneylerinde atomdaki elektronun varlığını ve yük-kütle oranının her zaman her element için sabit ve aynı olacağını keşfetmişti.
1908’de Millikan, "yağ damlası deneyi" olarak bilinen yağ damlacıkları ile yaptığı deneylerde en küçük yük biriminin -1,6022 x 10–19 C olduğunu hesaplamıştır. Bu yük birimini taşıyan elektrondur.
Yağ damlası deneyi
Thomson'dan yaklaşık on sene sonra Millikan, yağ damlası deneyi olarak bilinen düzenek yardımıyla bir elektronun yükünü ve sonra da kütlesini bulmayı başarmıştır. Bu buluşlarıyla Millikan, 1923 Nobel Fizik Ödülünü almıştır.
Düzenek
orjinal düzenek 
Yağ damlası deney düzeneği Eksi yüklenen damlalar, diğerlerine göre daha yavaş hareket ederler, çünkü elektrik alana maruz kalmışlardır. (+ yüklü levha üsttedir.)
Gözlem
Mikroskoptan yapılan gözlemlerde E alan kuvveti belirli seviyeye geldiğinde yağ damlalarının yukarıya doğru hareket ettiği görülmüştür. Öyle bir an gelmiştir ki yağ damlaları askıda kalmıştır. Bu durumda bir damlacığa şu kuvvetler etki etmektedir:
Bulgu
Binlerce damla üzerinde çalışan Millikan ve arkadaşları elektrik yüklerinin her zaman bir değerin katı olduğunu bulmuşlardır. Bu değer, 1 tane elektronun yüküdür.
bir elektronun yükü ve kütlesi
1897 yılında Thomson yaptığı katot ışını deneylerinde atomdaki elektronun varlığını ve yük-kütle oranının her zaman her element için sabit ve aynı olacağını keşfetmişti.
| 1858 | Plücker | katot tüpüne yaklaştırılan mıknatısın, ışınların yön değiştirmesine neden olduğunu gözlemledi. |
| 1891 | Stoney | atomlarda elektrik yüklü birimler olduğunu ve bu taneciklere "elektron" denilmesini önermişti. |
| 1897 | Thomson | Plücker’in çalışmalarını elektromanyetik alanda tekrarladı. Sapmaların tanecik yükü (e) ile doğru, kütlesi (m) ile ters orantılı olduğunu hesapladı. |
| Katot ışınlarının yük/kütle oranını ölçen Thomson, bu ışınların aslında taneciklerden oluştuğunu ispatlamıştı. Thomson, elektronun yük ve kütlesini ayrı ayrı belirleyememişti. Bunu, Millikan başaracaktı. | ||
1908’de Millikan, "yağ damlası deneyi" olarak bilinen yağ damlacıkları ile yaptığı deneylerde en küçük yük biriminin -1,6022 x 10–19 C olduğunu hesaplamıştır. Bu yük birimini taşıyan elektrondur.
Yağ damlası deneyi
Thomson'dan yaklaşık on sene sonra Millikan, yağ damlası deneyi olarak bilinen düzenek yardımıyla bir elektronun yükünü ve sonra da kütlesini bulmayı başarmıştır. Bu buluşlarıyla Millikan, 1923 Nobel Fizik Ödülünü almıştır.
Düzenek
Aralarında elektrik alan oluşturulmuş iki levha kapalı bir sistem içindedir. Püskürtülen yağ damlaları (böylece mikroskobik boyutlarda damlalar elde edilir) üst levhadaki delikten sızar ve iki levha arasındaki elektrik alana girer.
orjinal düzenek
Yağ damlaları püskürtülürken deliğin çeperleri ve hava molekülleri ile
çarpışırlar ve bazıları pozitif bazıları da negatif elektrik yükü ile elektriklenirler. Yağ damlalarını gözlemlemek için sistem bir ışık kaynağı tarafından aydınlatılır. (X-ışınları tercih edilmiştir çünkü havayı iyonlaştırarak yağ damlalarını eksi yükle yükler.)
çarpışırlar ve bazıları pozitif bazıları da negatif elektrik yükü ile elektriklenirler. Yağ damlalarını gözlemlemek için sistem bir ışık kaynağı tarafından aydınlatılır. (X-ışınları tercih edilmiştir çünkü havayı iyonlaştırarak yağ damlalarını eksi yükle yükler.)
Yağ damlası deney düzeneği
Gözlem
Mikroskoptan yapılan gözlemlerde E alan kuvveti belirli seviyeye geldiğinde yağ damlalarının yukarıya doğru hareket ettiği görülmüştür. Öyle bir an gelmiştir ki yağ damlaları askıda kalmıştır. Bu durumda bir damlacığa şu kuvvetler etki etmektedir:
- levhalar arasındaki elektrik alan kuvveti (E.q)
- damlacığın kütlesinden kaynaklan yer çekimi kuvveti (m.g)
- havanın kaldırma kuvveti ve sürtünme kuvveti
| Denge anında: E.q = m.g'dir. Elektrik alan E, yağ damlacığının kütlesi (m) ve yerçekimi ivmesini (g) bilen Millikan, q değerinin her zaman bir sayının tam katı olduğunu hesaplamıştır. |
Bulgu
Binlerce damla üzerinde çalışan Millikan ve arkadaşları elektrik yüklerinin her zaman bir değerin katı olduğunu bulmuşlardır. Bu değer, 1 tane elektronun yüküdür.
deneyin animasyonu
Elektronun yükünü hesaplayan ve Thomson'dan q/m oranını sabit değerini (-1,76.1011 C/kg) bilen Millikan elektronunun kütlesini de hesaplayabilmiştir. bir elektronun yükü ve kütlesi
Bu alana not ekleyebilirsiniz.
Başka bir sorunuz mu var?
Yorumlar (0)
Henüz yorum yapılmamış.
