Esperimento di Millikan

L'ESPERIMENTO DI MILLIKAN

L’obiettivo dell’esperimento era quello di verificare se la carica elettrica era quantizzata. Il risultato fu raggiunto nel 1919 dal fisico Millikan. Il valore ricavato da Millikan fu $4.774(5)*10^-10$ statcoulomb, equivalenti a $1.5924(17) *10^-19$ coulomb, diverso per un errore inferiore all'1% rispetto a quello oggi comunemente accettato, pari a $1.60217653(14)* 10^-19$ coulomb.

Procediamo ad un’analisi dell’esperimento per punti:

1) Un nebulizzatore “spara” tante goccioline d’olio nel contenitore rappresentato in figura. Alcune di esse si elettrizzano per strofinio con cariche di entrambi i segni.
2) Alcune di queste cariche passano attraverso un foro e vanno nell’ambiente in cui è esercitato un campo elettrico uniforme rivolto verso l’alto di intensità $E = (Delta V)/d$
3) Le particelle si muovono di moto rettilineo uniforme anche a causa dell’attrito con l’aria (viscosità dell’aria)
4) Millikan riesce a calcolare il raggio della gocciolina e la massa
5) Con il generatore di tensione in funzione, le particelle d’olio possono subire 3 tipi di variazioni:
a) continuano nel loro moto rettilineo uniforme (particella non carica);
b) accelerano verso il basso – La forza elettrica esercitata ha la stessa direzione della forza peso (particella carica negativamente);
c) rallenta o inverte il proprio senso – La forza elettrica esercitata ha diversa direzione della forza peso (particella carica positivamente);
d) Millikan soddisfando la relazione F = -P, verificò che alcune particelle rimanevano sospese in aria.

In questa situazione si può determinare il valore della carica elettrica q:

$q = (m g d) /( V)$

Misurando un gran numero di cariche delle goccioline, si osserva che, all'interno delle incertezze sperimentali, i valori sono tutti multipli interi di una stessa quantità:
$e = 1,6*10^-19 C$
che rappresenta la carica elementare dell'elettrone.

APPROFONDIMENTI MATEMATICI

In questo capitolo abbiamo voluto parlare in maniera il più discorsivo. Per approfondire l’esperimento di Millikan ti consigliamo questi siti internet:

http://ishtar.df.unibo.it/em/elet/millikan.html

http://www.openfisica.com/fisica/simulazioni/Millikan/Millikan_solo.php (esperimento virtuale)

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