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Der Millikan-Versuch (Öltröpfchenversuch)

Der Millikan-Versuch

Abb.1

Die heutige Anordnung des Versuchs besteht in den Grundzügen noch aus denselben Elementen, wie Millikan sie benutzt hatte. Jedoch sind die Kondensatorplatten kleiner und der Abstand der beiden Platten mit ungefähr 1 mm ist geringer. Dadurch ist, um das gleiche elektrische Feld zu erzeugen, durch das die Tröpfchen aufsteigen, weniger Spannung (bis ca. 600 V ) nötig. Um bei den geringen Abständen noch die Zeit exakt messen zu können, wird der Messbereich im realen Versuch durch ein Mikroskop vergrößert. Damit die Darstellung übersichtlich bleibt, wurde hier auf das Mikroskop verzichtet.

Abb.2
Der Millikan-Versuch

Der Zerstäuber ist in der Mitte der oberen Platte angebracht und wird durch die manuelle Pumpe aktiviert. Links neben den Kondensatorplatten ist in der Animation die Röntgenröhre angedeutet. Die Animation insgesamt ist nicht maßstabsgerecht, sondern versucht, die einzelnen Versuchsbauteile anschaulich darzustellen.

Beim Starten des Versuchs wird zuerst die Fallzeit t 1 des neutralen Tröpfchens innerhalb der grünen Linien gemessen. Nachdem das Tröpfchen von den Röntgenstrahlen ionisiert worden ist, wird die Steigzeit t 2 bestimmt. Damit das Tröpfchen steigen kann, muss ein genügend hohes elektrisches Feld anliegen. Aus den gemessenen Werten und den vorher bestimmten Konstanten wie der Dichte des verwendeten Öls, dem angelegten elektrischen Feld und der Viskosität der Umgebungsluft lässt sich dann die Ladung des Tröpfchens bestimmen. Nach einigen Messungen kommt man zu dem Ergebnis, dass die errechneten Ladungen alle ganzzahlige Vielfache eines bestimmen Wertes sind. Da keine Ladungen ermittelt werden, die unterhalb dieses Wertes liegen, muss dies die Ladung eines Elektrons sein, die Elementarladung.

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