Millikanov pokus

Millikanov pokus je pokus u kojem je R. A. Millikan (1909.) s pomoću kapljica ulja raspršenih u homogenom električnom polju odredio elementarni električni naboj. Aparatura pokusa sastoji se od dvije komore koje se nalaze jedna na drugoj. Dno i vrh donje komore spojeni su na izvor električnoga napona i čine električni kondenzator. Prostor između ploča kondenzatora može se obasjati rendgenskim zračenjem. Raspršivač ulja ubacuje laganu maglicu sitnih uljnih kapljica u gornju komoru. Neke od kapljica kroz kružni otvor padaju u donju komoru i ulaze u homogeno električno polje kondenzatora. Tu s pomoću rendgenskoga zračenja bivaju negativno ionizirane. Električno polje djeluje na kapljice ulja prema gore jakošću (intenzitetom koji ovisi o tome koliko su naelektrizirane. Millikan je s pomoću mikroskopa mjerio volumene kapljica i promatrao njihovo gibanje. Mijenjajući električni napon na pločama kondenzatora mogao je promijeniti brzinu gibanja kapljica i zaustaviti ih.

Kada kapljica ulja lebdi u električnome polju, sve su sile koje djeluju na nju u ravnoteži:

${\displaystyle F_{el}+F_{uz}=F_{g}}$

gdje je: F_el = (Q∙U)/d - električna sila, F_uz = ρ_zraka∙g∙V - uzgon, F_g = m∙g = ρ_ulja∙g∙V - gravitacija na površini Zemlje, Q - električni naboj na kapljicama ulja, U - električni napon između kondenzatorskih ploča, d - razmak između kondenzatorskih ploča, ρ_zraka - gustoća zraka, ρ_ulja - gustoća ulja, g - gravitacijsko ubrzanje, V - volumen kapljice. Naboj kapljice ulja može se izračunati:

${\displaystyle Q={\frac {V\cdot g\cdot d\cdot (\rho _{ulja}-\rho _{zraka})}{U}}\ }$

Millikan je nakon četiri godine mjerenja i unapređivanja pokusa spoznao da se električni naboj na kapljicama mijenja skokovito i da je električni naboj svake kapljice ulja umnožak prirodnoga broja N i najveće zajedničke mjere električnoga naboja e_M = 1,592 · 10^–19 C (Millikanov elementarni naboj) : Q = N_eM. Millikanov iznos elementarnoga naboja je za 1% manji od suvremeno izmjerene vrijednosti (1,602 · 10^–19 C).^[1]

1. ↑ Millikanov pokus, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.