Millikanversuch Variante B

In einen Kondensator werden Öltröpfchen eingesprüht (START). Dabei wird ein Teil der Öltröpfchen negativ aufgeladen. Auch in dieser Simulation soll wie bei der Variante A des Millikan Versuchs die Elementarladung nachgewiesen werden. Bei Variante B wird jedoch der Radius der Tröpchen nicht einfach angegeben.
Um diesen Radius wie im realen Experiment zu bestimmen, wird bei abgeschalteter Spannung die Sinkgeschwindigkeit eines Öltröpfchens aus Weg und Zeit ermiitelt. Nach dem das gleiche Tröpchen durch Verändern der Spannung zum Schweben gebracht wird, kann die Elementarladung nachgewiesen werden.

 

Screenshot

Aufgaben

  1. Für die Öltröpfchen stellt sich beim Sinken eine konstante Geschwindigkeit ein. Verantwortlich dafür ist das STOKESsche Gesetz. Leiten Sie unter Verwendung dieses Gesetzes eine Gleichung für die Bestimmung des Radius eines Öltröpfchens aus seiner Sinkgeschwindigkeit her.
  2. Erweitern Sie diese Gleichung so, dass bei bekannter Spannung für den Schwebezustand die Ladung des Tröpfchens bestimmt werden kann.
  3. Bestimmen Sie für das gleiche Tröpfchen zunächst die Sinkgeschwindigkeit und anschließend die Spannung für den Schwebezustand.
    Wiederholen Sie das Experiment für 9 weitere Tröpfchen.
    Berechnen Sie für alle Tröpfchen die Ladung und die Anzahl der enthaltenen Elementarladungen.
    Verwenden Sie für die Lösung folgende Konstanten:
    Dichte Öl: 900 kg/m³,
    Abstand Kondensatorplatten: 5mm,
    Viskosität (Luft): 0,0000182 Pa s.