Пређи на главни садржај

Миликенов експеримент

Роберт Миликен је познат по оксперименту који је пружио тачну вредност јединичног наелектрисања. Експеримент има предисторију, у виду покушаја Томсона и сарадника да то исто остваре. Миликен је уместо водене паре употребио уље, јер је маса капљица уља била нeпромењена у току мерења.
Поред цилиндричне посуде у којој су распршене капљице уља помоћу пумпице, апаратуру сачињавају: кондензатор (црвена и плава плоча) са напоном од 10 000 V и растојањем између плоча од 16 mm, оптички инструмент за посматрање и извор напона. У анимацији није приказан извор рендгенски зрака чиме је постигнуто додатно наелектрисавање капљица.


Након што се капљице уља развеју, почињу да падају ка горњој плочи кондензатора, тако да кроз плочу пролазе само оне које се простиру кроз отвор на површини плоче. Ако електрично поље није укључено, на капљице делују сила теже и Стоксова вискозна сила у ваздуху. Капљице које су ушле у простор између кондензаторских плоча у једном тренутку достижу највећу брзину кретања υ и тада је убрзање нула:
mg-Cυ = 0
Осматрање оптичким инструментом пружа могућност да се одреди највећа брзина падања υ, а тиме и маса капљица. Тај део огледа није приказан у видео запису.
Док падају, укључује се напон и поједине наелектрисане капљице q се заустављају па затим настаје промена смера кретања, а неке се крећу убрзано ка другој плочи. За капљице које се подижу, када достигну највећу брзину υ₁, важи:
mg+Cυ₁-qE = 0
Приказане једначине пружају могућност да се одреди наелектрисање капљица.
Наелектрисавање капљица постиже се распршивањем помоћу пумпице и дејством рендгенских зрака. Запазимо да се капљице не крећу једнким брзинама, јер нису подједнако наелектрисане.
Ја сам оквирно приказао и појаснио Миликенов експеримент, док детаље можете пронаћи у сваком квалитетном универзитетском уџбенику.

Коментари

Популарни чланци

Карноов циклус

На почетку индустријске револуције постојала је потреба да се унапреди рад парне машине и ефикасност. Сади Карно, физичар и официр у француској војсци, размишљао је о томе који гас/пару је потребно употребити и на какав начин да би се остварио највећи степен искоришћења. Из тог делања је проистекао други закон термодинамике, мада установљен од стране других физичара. Треба запазити да је Карно све време писао о калорику као радној супстанци парне машине - флуиду који садржи топлотну енергију и струји између објеката на различитој температури. Није први пут да се у физици стиже до нових открића помоћу погрешних претпоставки. Графички приказ машине, такозвани Карноов циклус, је уведен у физику много година касније. Приказ представља Карноову топлотну машину, на начин како је он замислио рад уређаја са највећим степеном искоришћења калорика:

Централни део записа сачињава цилиндар са радним телом. Карно није прецизно назначио о каквом флуиду се ради. Са леве стране је грејач, извор топло…

Експеримент Мајкелсона и Морлија

У XIX веку постојало је уверење да електромагнетне таласе преноси етар. Међутим, етар није опажен, али то није било препрека да се фама о постојању одржи дуго. Етар је поседовао крајње необичне особине и током времена својства су проширена, у складу са потребама физике.  Крајем XIX века коначно се кренуло у подухват тражења доказа о постојању етра и његовом кретању (или мировању). Међу физичарима је владало уверење да је ова наука углавном открила све тајне природе, а остало је још пар ситница да се заокружи ова грандиозна творевина. Једна од тих ситница био је етар. Нико није сумњао да постоји. Алберт Мајклсон се као дете преселио из Немачке у САД. Породица се настанила у рударској колонији, у Калифорнији, а његов отац је трговао бакалуком. Упркос сиромаштву успео је да стекне стипендију и упише Поморску академију. Десетак година касније постаје професор физике на једном универзитету и интересује се за проблем доказивања постојања етра. Успео је да убеди хемичара Едварда Морлија да …

Боров модел атома

Не дешава се често да физичар изнад улазних врата своје куће држи потковицу, а то је Нилс Бор чинио. Посао професора није баш обављао са великим ентузијазмом, али је волео да дискутује са студентима не устручавајући се да покаже да нешто не зна, а понекад би са њима решавао укрштене речи или играо стони тенис, што га је чинило популарним међу младим људима. Током Другог светског рата је био принуђен да побегне из Данске у САД, где се придружује пројекту „Менхетн“, односно тиму физичара који се бавио израдом прве нуклеарне бомбе. Након катастрофе у Јапану преобразио се у предводника оних који су се залагали за забрану коришћења нуклеарне енергије у војне сврхе.  Радерфордов ђак је учинио исто што и његов професор - надмашио је учитеља. Боров модел атома данас има једино историјски значај, али му посвећујем страницу јер представља непроцењив помак у развоју физике. У чланку о Радерфордовом моделу атома поменуо сам да је поседовао једну велику ману: такав атом би могао да постоји кратко…

Једначина континуитета

Условљеност брзине протицања флуида површином попречног пресека струјне цеви први је уочио Леонардо да Винчи. Он, наравно, није изучавао струјне цеви већ је појаву уочио осматрајући протицање воде при различитим условима. Галерија Уфици у Фиренци садржи импозантну збирку његових нацрта и модела, али се Леонардово име ипак ретко помиње у контексту открића у физици - јер не постоје. Узрок томе сигурно није слабо познавање математике, јер би у том случају и Мајкл Фарадеј проживео живот као непознати књиговезац. Према томе, математичка формулација једначине није његово дело.

Запис је могуће употребити као пратећи садржај наставе физике у гимназији. Струјна цев садржи три струјне линије, а свакако их може бити много више, и то што се не секу је последица ламинарног протицања флуида. Ламинарност представља неопходан услов за формулисање једначине континуитета, у облику који се наводи у гимназији. Исто тако флуид поседује сталну густину упркос промени притиска, а ни вискозност није присутна…