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Bestimmen Sie die Ladung von insgesamt 10 Öltröpfchen und wählen Sie eine geeignete graphische Darstellung, um damit nachzuweisen, dass die Ladungen Q ganzzahlige Vielfache der Elementarladung e sind. Außerdem eine Powerpointpräsentation über den Millikan Versuch von Jörg Rudolf.
Das Copyright für dieses Applet liegt bei Carsten Groß, Universität Zürich Das Applet stellt den Blick durch das Mikroskop dar. Durch diese
Optik, wirkt die Schwerkraft auf dem Bild nach oben. Die Skala dient
dazu, die Strecke zu messen, die die Tröpfchen zurücklegen. Rechts
daneben befindet sich die Anordnung mit den Timern, mit deren Hilfe die
Geschwindigkeit der Tröpfchen gemessen werden kann. Die Triggerung
(Auslösung), wird unten bei den jeweiligen Messmethoden erklärt. Im unteren Teil des
Applets befindet sich die Steuerung für die Kondensatorspannung Uc .
Anleitung: Schweben und Fallen Ein Öltröpfchen wird durch eine zur Schwerkraft entgegen gesetzten elektrischen Kraft in der Schwebe gehalten und anschließend (ohne Feld) seine Fallgeschwindigkeit gemessen. Stellen Sie dafür die Triggerung auf 'Spannung aus' (Der obere Timer beginnt nach dem Ausschalten der Spannung zu zählen). Betätigen Sie die Taste Pumpe und warten Sie, bis Öltröpfchen am unteren Bildschirmrand erscheinen. Versuchen Sie nun, ein Tröpfchen durch geeignete Spannungswahl (Polarität des E-Feldes beachten) in der Schwebe zu halten. Notieren Sie diese Spannung. Drücken Sie anschließend die Taste aus, woraufhin das Tröpfchen nach unten fällt (in der Optik nach oben) und der Timer gestartet wird. Wählen Sie einen Skalenstrich, an dem Sie den Timer wieder anhalten. Notieren Sie die zurückgelegten Skalenstriche x und die verstrichene Zeit t. Achtung: Versuchen Sie nicht, die Zeit mit externen Uhren zu stoppen! Nur die Timer sind exakt auf das Applet abgestimmt. Berechnen Sie die Fallgeschwindigkeit v0 unter Verwendung der Anzahl der zurückgelegten Skalenstriche x, des Skalenabstandes s und der benötigten Zeit t. Setzen Sie v0 in die Gleichung für q ein.
Hier eine EXEL-Tabelle zur einfacheren Auswertung.
Anleitung: Sinken und Steigen im E-Feld Aus den separat zu messenden Fall- und Steiggeschwindigkeiten wird die Ladung bestimmt. Stellen Sie die Triggerung auf 'Umpolen' (der obere Timer startet nach Betätigung der Taste Polarität, nach erneutem Drücken startet der zweite Timer, der erste wird angehalten und so fort). Drücken Sie die Taste Pumpe und warten Sie, bis Öltröpfchen am unteren Bildschirmrand erscheinen. Wählen Sie nun eine Spannung Uc und lassen Sie ein ausgewähltes Tröpfchen durch geeignetes Betätigen der Taste Polarität im Kondensator auf- und absteigen. Wählen Sie einen Skalenstrich am oberen oder unteren Rand, lassen Sie das Tröpfchen sich darauf zu bewegen und drücken Sie Reset. Sobald das Teilchen den Strich erreicht hat, polen Sie die Spannung um. Das Teilchen bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung, der Timer beginnt zu zählen. Wählen Sie einen entfernten Skalenstrich und polen sie erneut um. Daraufhin beginnt der zweite Timer zu laufen. Sie können diesen Vorgang beliebig oft wiederholen, um die Strecken zu addieren. Die Timer zählen an der zuletzt gestoppten Position weiter. Merken Sie sich die Gesamtzahl der zurückgelegten Skalenstriche x1 für die Abwärts- und x2 für die Aufwärtsbewegung. Der Zähler (im Triggerungsfenster) hilft Ihnen sich zu merken, wie oft Sie umgepolt haben. Achtung: Versuchen Sie nicht, die Zeit mit externen Uhren zu stoppen! Nur die Timer sind exakt auf das Applet abgestimmt. Berechnen Sie die Steig- und Sinkgeschwindigkeit v1 und v2 unter Verwendung der Anzahl der zurückgelegten Skalenstriche x, des Skalenabstandes s und der benötigten Zeit t. Setzen Sie diese in die Gleichung für q ein.
Für das Verhalten des Öltröpfchens ergeben sich je nach E-Feld vier verschiedene Möglichkeiten. Um die Messung des Radius r der Öltröpfchen zu umgehen, müssen zwei der vier Möglichkeiten gemessen werden (in welcher Kombination ist eigentlich egal - praktikabel sind aber die beiden oben beschriebenen).
Die Stokes Reibung beträgt:
und die Masse m eines Öltröpfchens:
letzte Änderung: 24.3.2005 |
