أبحاث تجربة قطرة الزيت ميليكانأي قانون علمي نزل إلينا ولا يزال ساريًا حتى يومنا هذا هو نتيجة مجموعة من التجارب العلمية المكثفة التي أجراها العلماء ، وبعد محاولات كثيرة من قبلهم ، نزل العلم الذي بين أيدينا اليوم إلى لنا ، ومن أهم العلوم التي تعتمد على إجراء تجارب مختلفة الفيزياء والكيمياء والعلوم العلمية بشكل عام ، ومن خلال موضوعنا اليوم ، سنناقش بحثًا عن تجربة Millikan Oil Drop.
بحث عن تجربة قطرة الزيت أو تجربة ميليكان
تم إجراء العديد من التجارب في العصور السابقة ، والتي أنتجت قوانين نمررها حتى يومنا هذا. من خلال موضوعنا اليوم سنتحدث عن البحث عن تجربة قطرة الزيت أو تجربة ميليكان:
- تعد تجربة قطرة الزيت إحدى أشهر الطرق لقياس شحنة الليثيوم الإلكترونية (وهي شحنة الإلكترون) ، وقد أجراها العالمان المشهوران روبرت ميليكان وهارفي فليتشر عام 1909 م.
- في تجربته ، قام ميليكان بتحريك قطرة صغيرة من الزيت عبر مجال كهربائي بسرعة توازن قوى الجاذبية ، واللزوجة (أثناء مرورها عبر الهواء) ، والقوة الكهربائية.
- أخذ عالم عارضة الأزياء في الاعتبار أنه يمكن حساب هذه القوى عن طريق الجاذبية واللزوجة اعتمادًا على كمية وسرعة انخفاض الزيت ، والتي يمكن اشتقاق القوة الكهربائية منها.
- تُعطى القوة الكهربائية ، وهي نتاج الشحنة الكهربائية ، للتجربة بالإضافة إلى المجال الكهربائي ، ويمكن حساب الشحنة الكهربائية لقطرة الزيت بدقة تامة.
- عندما نقيس شحنة قطرات الزيت المختلفة ، نلاحظ أن جميع الشحنات عبارة عن مضاعفات عددية لشحنة صغيرة واحدة تسمى شحنة الليثيوم e.
- لقد ذكرنا هذه المعلومات في موضوعنا أبحاث Millikan Oil Drop Experiment Research.
انظر أيضاً: أبحاث وكالة الأنباء السعودية وأقسامها
مبدأ تجربة قطرة الزيت
يتم تنفيذ كل تجربة على أساس مبدأ معين يعتمد عليها ، ويصل العالم من خلال تجربته إلى نتيجة محددة يريد إثباتها ، ومن خلال موضوعنا سنتعرف على مبدأ تجربة القطرة. الزيت:
- مبدأ تجربة قطرة الزيت هو موازنة قوى الجاذبية الهابطة مع الطفو الصاعد والقوى الكهربائية التي تعمل على قطرة زيت دقيقة متوازنة بين قطبين معدنيين.
- نظرًا لأن قيمة كثافة الزيت معروفة ، يمكننا حساب كتل القطرات وقوى الجاذبية والطفو من خلال معرفة نصف قطر القطرات.
- بعد تحديد المجال الكهربائي ، تمكن Millikan و Fletcher من تحديد الشحنة الكهربائية في قطرات الزيت باستخدام ميزان ميكانيكي.
- بعد تكرار التجربة على عدة قطرات ، تمكن العالمان من تأكيد أن الشحنات كانت مضاعفات لقيم أساسية معينة.
- حسبوا أنها 1.5924 × 10−19 كولوم ، فرق واحد بالمائة من القيمة المقبولة حاليًا وهي 1.602176487 × 10-19 كولوم ، والتي افترضوا أنها شحنة إلكترون.
- لقد ذكرنا هذه المعلومات لك في موضوعنا ، العثور على تجربة Millikan Oil Drop Experience.
أنظر أيضا: البحوث الهندسية التطبيقية وأقسامها
الحسابات الرياضية المستخدمة في تجربة قطرة الزيت لميليكان
كما نعلم جميعًا ، فإن التجارب العلمية ، حتى لو كان الغرض منها إثبات شيء علمي ، تعتمد على إجراء مجموعة من الحسابات الرياضية. من خلال موضوعنا ، سنتناول الحسابات الرياضية المستخدمة في تجربة Millikan Oil Drop:
- لحساب الشحنة الكهربائية لقطرة زيت ، فإن القوة الصاعدة لتلك القطرة = القوة الهابطة المؤثرة عليها.
- لاحظ أن القوة الصاعدة = الشحنة الإلكترونية × شدة المجال الكهربائي ، والقوة الهابطة = كتلة الزيت المتساقط × قوة الجاذبية.
- وبالتالي ، فإن شحنة الإلكترون x شدة المجال الكهربائي = كتلة قطرة الزيت x قوة الجاذبية.
- وبالتالي ، فإن قانون حساب الشحنة الكهربائية هو كما يلي: شحنة الإلكترون = (كتلة قطرة الزيت x قوة الجاذبية) / شدة المجال الكهربائي.
- بالرموز: u -e = (kxs gravity) / s المجال الكهربائي ، بحيث:
- u -e: هي شحنة الإلكترون.
- ك: كتلة قطرة الزيت.
- الجاذبية: هذه هي قوة الجاذبية على الأرض.
- المجال الكهربائي: هذا هو شدة المجال الكهربائي.
- القانون باللغة الإنجليزية Q = م. ز / ه ،
- إذن: س: هي شحنة الإلكترون.
- م: كتلة قطرة الزيت.
- g: هي قوة الجاذبية.
- هـ: هي شدة المجال الكهربائي.
- ذكرنا هذه القصص في مقالتنا عن تجربة Millikan Oil Drop.
انظر أيضًا: أحدث مقدمات البحث العلمي لعام 2023 ونتائج البحث العلمي
نتائج تجربة قطرة الزيت لميليكان
أسفرت تجربة قطرة الزيت التي أجراها العالم الشهير ميليكان عن نتائج نستفيد منها ونستخدمها حتى يومنا هذا. سنكتشف الآن نتائج تجربة قطرة الزيت Millikan:
- أكدت تجربة قطرة الزيت Millikan وجود الإلكترون وأيضًا حددت شحنته بدقة.
- بالإضافة إلى ذلك ، من خلال التجربة ، تم التأكد من أن الشحنة تتغير بكميات منفصلة ، أو ما يسمى بالكميات (بالإنجليزية: quanta).
- أظهرت التجربة أيضًا التأثير الكهروضوئي وطبيعة الموجة المزدوجة للضوء.
- أثبتت التجربة رياضيًا أن شحنة أي قطرة زيت هي دائمًا قيمة متكاملة للإلكترون ، وهي (1.6 × 10-19).
- أخيرًا ، أثبتت التجربة أن الشحنة عبارة عن كمية ، مما يعني أن وجود الشحنة على أي جسيم سيكون دائمًا عددًا صحيحًا مضاعفًا لقيمة الإلكترون.
- لقد ذكرنا هذه المعلومات في موضوعنا أبحاث Millikan Oil Drop Experiment Research.
راجع أيضًا: كيفية كتابة مقدمة للبحث العلمي 2023 ومتطلبات كتابة مقدمة للبحث المتكامل بالعناصر
الهدف من تجربة قطرة الزيت لمليكان
من المعروف في المجال العلمي ، خاصة فيما يتعلق بالتجارب والأسئلة التي تدور حولها ، أن لكل تجربة غرضًا محددًا في إجرائها ، والآن سنعرف الغرض من تجربة إسقاط زيت ميليكان:
- تعتبر تجربة قطرة الزيت أو تجربة مليكان من أهم التجارب التي تمت في مجال قياس الإلكترون والتي من خلالها تعلمنا عن قياس شحنة الليثيوم وهي شحنة الإلكترون.
- تم إجراء التجربة عن طريق تحريك قطرة صغيرة من الزيت في مجال كهربائي بسرعة توازن قوى الجاذبية الحالية ، واللزوجة عندما يمر الهواء من خلالها ، والقوة الكهربائية الموجودة هناك.
- ويمكن حساب القوى هناك من خلال الجاذبية واللزوجة اعتمادًا على كمية وسرعة انخفاض الزيت ، وبالتالي يمكننا اشتقاق القوة الكهربائية.
- لقد ذكرنا هذه المعلومات في موضوعنا أبحاث Millikan Oil Drop Experiment Research.
طريقة القياس عن طريق تجربة قطرة الزيت
من خلال موضوعنا ، بحث تجربة Millikan Oil Drop ، تحدثنا عن الغرض من التجربة وحساباتها ، والآن حان الوقت لمعرفة طريقة القياس من خلال تجربة قطرة الزيت:
- أولاً ، يتم رش قطرات من الزيت في الهواء باستخدام رذاذ.
- بعد ذلك ، ومن خلال موضوعنا ، وهو بحث عن تجربة قطرة الزيت Millikan ، سنكمل الطريقة ونقول إن قطرات الزيت مشحونة بسبب الاحتكاك مع المرذاذ.
- ثم تؤثر الجاذبية على القطرات وتسبب سقوطها.
- بعد ذلك نلاحظ قطرات تدخل الفتحة في اللوحة العلوية ، نطبق فرق الجهد لجعل المجال بين الصفيحتين يؤثر على القطرات.
- عندما تكون اللوحة العلوية مشحونة بشحنة موجبة بما فيه الكفاية ، فإن القوة الكهربائية تتسبب في ارتفاع القطرات السالبة الشحنة لأعلى.
- يتم تعريف فرق الجهد على أنه تعليق قطرة من الزيت المشحون في الهواء ، ثم تكون قوة مجال الجاذبية الأرضية التي تؤثر على الهبوط لأسفل مساوية في الحجم للقوة الناتجة عن المجال الكهربائي.
- يتم تحديد حجم المجال عن طريق تحديد فرق الجهد ، ويتم تحديد كتلة القطرة باستخدام السرعة النهائية ، وقد تم قياس مقدار الشحنة.
- لقد ذكرنا هذه الطريقة في موضوعنا ، أبحاث Millikan Oil Drop Experiment Research.
وصلنا إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان أبحاث تجربة قطرة الزيت ميليكانمن خلالها تحدثنا باستفاضة عن أشهر تجربة علمية في مجال الإلكترونات.