Hvordan finne antall overflødig elektroner

September 12

Hvordan finne antall overflødig elektroner

I 1909, Robert Millikan fastslått at elektronet har en kostnad på 1,60 x 10 ^-19 Coulombs. Han avhenger dette av balansering gravitasjonskraft på olje dråper med elektriske feltet måtte holde dråpene fra å falle. En enkelt dråpe ville ha flere overflødig elektroner, så felles divisor av tillegget på flere dråper ga ansvaret for en enkelt elektron. Deriverte av dette eksperimentet, et vanlig spørsmål innledende fysikk studenter i dag er hvor mange overflødige elektroner er på en ladet kule hvis den totale kostnad av eksperimentet å være "x" Coulombs, forutsatt at du allerede vet en enkelt elektron kostnad?

Instruksjoner

• Anta at du har bestemt ansvaret for en olje miste å være, sier 2.4 x 10 ^-18 Coulombs. Merk at cirkumflekstegnet "^" refererer til potenser. For eksempel 10 ^ -2 tilsvarer 0,01.

• Anta også at du vet på forhånd at ansvaret for et elektron er 1,60 x 10 ^-19 Coulombs.

• Del totalt overflødig tillegget av kjente tillegget av en enkelt elektron.

Fortsetter med eksemplet ovenfor, 2,4 x 10 ^-18 delt 1,60 x 10 ^-19 er det samme som 2,4 / 1,60 ganger 10 ^-18 / 10 ^-19. Merk at 10 ^-18 / 10 ^-19 er det samme som 10 ^-18 * 10 ^ 19, som tilsvarer 10. 2.4/1.6 = 1.5. Så er svaret 1,5 x 10 eller 15 elektroner.

Tips og advarsler

  • Et vanskeligere problem er å løse i antall elektroner uten å vite ansvaret for et elektron på forhånd. For eksempel kan du finne at de fem dråpene har tiltalt for 2.4 x 10 ^-18, 3.36 x 10 ^-18, 1,44 x 10 ^-18, 2.08 x 10 ^-18 og 8.0 x 10 ^-19. Finne ansvaret for en enkelt elektron deretter blir noen løse for felles divisor av 240, 336, 144, 208 og 80. Problemet her er at tallene er så store. Ett triks å forenkle problemet videre er å finne forskjellene mellom nærliggende tall. 240 - 208 = 32. 2 x 80 - 144 = 16. Så kommer hvor 16 ut. Dele 16 i opprinnelige 5 datapunktene viser dette er faktisk det rette svaret. (Når tallene har mange betydelige feil, problemet blir veldig hardt.)