MILLIKAN

ATTIVITA'

Misurare la carica elettrica di una minuscola gocciolina d'olio posta all'interno di un campo elettrico costante.

Schema semplificato dell'apparecchiatura sperimentale di Millikan. Nella simulazione viene rappresentato ciò che si vede attraverso l'oculare del microscopio

1) misurare la velocità v_d con cui  la gocciolina scende (senza campo elettrico)

2) misurare  la velocità v_s con cui la gocciolina sale. (con il campo elettrico)

3) U è la differenza di potenziale applicata fra i piatti del condensatore che crea un campo elettrico costante in cui si muovono le goccioline

4) la carica della gocciolina è data da:

 

d	5,0 10-03	m	distanza piatti condensatore
h	1,81 10-05	kg/(ms)	viscosità aria
r	875	kgm-3	densità olio
s	2,0 10-03	m	distanza fra i traguardi
g	9,81	ms-2	accelerazione di gravità

 

Come fare: alcuni consigli

• Cliccare su "spruzzatore": si inseriscono fra le armature del condensatore alcune goccioline d'olio che si caricheranno elettricamente a causa dello strofinio.

• Avviare la simulazione cliccando sul pulsante "start"

• Dopo qualche istante si vedono alcune goccioline scendere che per effetto della legge di Stokes si muoveranno di moto rettilineo uniforme..

• Quando hanno superato il primo traguardo (alcune) collegare (clicca su "on") l'alimentatore d'alta tensione fra i piatti del condensatore. Le goccioline cariche rallentano o cambiano direzione. Eventualmente aumentare la tensione.

• Fissare l'attenzione su una delle goccioline che salgono (vuol dire che sono cariche)

• Le misure successive andranno fatte su questa gocciolina.

• Scollegare l'alimentatore (pulsante "off") e misurare il tempo impiegato a passare fra i traguardi:

  -quando la gocciolina attraversa il primo traguardo premere il pulsante DISCESA (azzera e fa partire il cronometro)

  -quando attraversa il secondo traguardo premere di nuovo il pulsante DISCESA. Il cronometro viene fermato e si può leggere il tempo impiegato dalla gocciolina a passare dal primo al secondo traquardo

• Collegare l'alimentatore (tasto "on") e misurare il tempo di salita, procedendo come in precedenza ma premendo il pulsante SALITA

• Ripetere la misura dei tempi di salita e discesa più volte sulla stessa gocciolina. I risultati delle misure vengono automaticamente memorizzati (massimo 6 misure)

• Premendo i pulsanti "Start" e "Stop" avvia e ferma la simulazione

• premendo sul pulsante "Mostra misure" si mettono in evidenza le misure effettuate. Si ritorna alla vista della simulazione premendo il pulsante "Mostra simulazione

• Calcolare il tempo medio di discesa t_d e salita t_s

• Poichè si tratta di un moto rettilineo uniforme v_d e v_s si calcolano dividendo s (distanza tra i traguardi) rispettivamente per t_d e t_s

• Cliccando su "spruzza" vengono generate altre goccioline casuali e vengono azzerate le misure effettuate, si può cosi fare la misura su una nuova gocciolina.

NOTA

Per dimostrare la natura corpuscolare della carica elettrica dobbiamo avere i risultati di molte misure. L'elaborazione dei dati sperimentali è una operazione abbastanza complessa e va eseguita con cura e attenzione.

Puoi vedere un esempio in questo foglio Excel.

Apparechiatura didattica per ripetere l'esperimento di Millikan

Vedi un esempio dei risultati ottenuti (file pdf)

 

Scarica il foglio di lavoro Excel per elaborare i tuoi dati

 

Si sono trovati i seguenti valori della carica posseduta da 14 goccioline d'olio. Si può ipotizzare che la carica è quantizzata? Tenere conto degli errori di misura. I valori sono in Coulomb.

 

4,70E-19

3,18E-19

4,63E-19

3,20E-19

1,60E-19

6,46E-19

8,19E-19

4,82E-19

6,30E-19

3,23E-19

1,58E-19

4,85E-19

1,59E-19

1,68E-19

 

Qualche suggerimento:

Ordinare le cariche secondo valori crescenti

Rappresentare i dati in un grafico a colonna