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Comment trouver le numéro d'électrons en excès

En 1909, Robert Millikan déterminé que l'électron a une charge de 1.60x10 ^ -19 Coulombs. Il déterminée en équilibrant l'attraction gravitationnelle sur des gouttelettes d'huile contre le champ électrique nécessaire pour maintenir les gouttelettes de tomber. Une seule goutte aurait de multiples électrons en excès, de sorte que le diviseur commun de la charge sur plusieurs gouttelettes donné la charge d'un électron unique. Dérivé de cette expérience, une question commune d'étudiants en physique d'introduction est aujourd'hui combien d'électrons en excès sont sur une sphère chargée si sa charge totale est trouvé par l'expérience d'être "X" Coulombs, en supposant que vous connaissez déjà la charge d'un électron unique?


Sommaire

Instructions

  1. Supposons que vous avez déterminé la charge d'une goutte d'huile d'être, disons, 2,4 x 10 ^ -18 Coulombs. Notez que le curseur '^' se réfère à EXPONENTIATION. Par exemple, 10 ^ -2 est égal à 0,01.

  2. Supposons également que vous savez à l'avance que la charge d'un électron est 1.60x10 ^ -19 Coulombs.

  3. Diviser l'excès de charge totale par la charge connue d'un seul électron.

    En continuant avec l'exemple ci-dessus, 2,4 x 10 ^ -18 divisé par 1,60 x 10 ^ -19 est la même que 2,4 / 1,60 fois 10 ^ -18 / 10 ^ -19. Notez que 10 ^ -18 / 10 ^ -19 est le même que 10 ^ -18 ^ 19 * 10, ce qui équivaut à 10 2,4 / 1,6 = 1,5. Donc, la réponse est de 1,5 x 10 ou 15 électrons.

Conseils & Avertissements

  • Un problème plus difficile est de résoudre pour le nombre d'électrons sans connaître la charge d'un électron à l'avance. Par exemple, vous pouvez constater que les cinq gouttelettes ont des charges de 2,4 x 10 ^ -18, 3,36 x 10 ^ -18, 1,44 x 10 ^ -18, 2,08 x 10 ^ -18, et 8,0 x 10 ^ -19. Trouver la charge d'un électron unique devient alors une question de résoudre pour le commun diviseur de 240, 336, 144, 208 et 80. Le problème ici est que les chiffres sont si grands. Une astuce pour simplifier davantage le problème est de trouver les différences entre les numéros à proximité. 240-208 = 32. 2 x 80 à 144 = 16. Ainsi, le nombre 16 ressorte. Diviser 16 dans les 5 points de données d'origine montre ceci est en fait la bonne réponse. (Lorsque les chiffres ont une marge d'erreur importante, le problème devient très difficile en effet.)

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