คำอธิบายการนำเสนอเป็นรายสไลด์:

1 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

การทดลองของอิอฟเฟและมิลลิแกน ดำเนินการโดยครูฟิสิกส์จากสถาบันการศึกษาเทศบาลมอสโก "มัธยมศึกษาตอนต้นด้วย" Legostaevo" Pronkina V.S. การแยกประจุไฟฟ้า

2 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

ประสบการณ์ของ Ioffe และ Millikan ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 การดำรงอยู่ของอิเล็กตรอนถูกสร้างขึ้นในการทดลองอิสระหลายครั้ง แต่ถึงแม้จะมีวัสดุทดลองจำนวนมหาศาลสะสมมามากมาย โรงเรียนวิทยาศาสตร์พูดอย่างเคร่งครัด อิเล็กตรอนยังคงเป็นอนุภาคสมมุติ เหตุผลก็คือไม่มีการทดลองเกี่ยวกับอิเล็กตรอนตัวเดียวเลย

3 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

การทดลองของ Ioffe และ Millikan เพื่อตอบคำถามนี้ในปี 1910-1911 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Robert Andrews Millikan และนักฟิสิกส์ชาวโซเวียต Abram Fedorovich Ioffe ได้ทำการทดลองที่แม่นยำโดยอิสระซึ่งเป็นไปได้ที่จะสังเกตอิเล็กตรอนเดี่ยว

4 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

5 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

6 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

การทดลองของ Ioffe และ Millikan ในการทดลองของพวกเขา ในภาชนะปิด 1 อากาศที่ถูกปั๊มอพยพไปยังสุญญากาศสูง มีแผ่นโลหะสองแผ่นวางในแนวนอน 2 ระหว่างพวกเขาผ่านท่อ 3 มีเมฆของ มีการวางอนุภาคฝุ่นโลหะหรือหยดน้ำมันที่มีประจุไว้ พวกเขาถูกสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ 4 ด้วยสเกลพิเศษ ซึ่งทำให้สามารถสังเกตการทรุดตัว (ล้ม) ของพวกเขาได้ สมมติว่าอนุภาคฝุ่นหรือหยดมีประจุลบก่อนที่จะวางระหว่างแผ่นเปลือกโลก ดังนั้นจึงสามารถหยุดการทรุดตัว (ตก) ได้หาก แผ่นด้านล่างประจุเป็นลบ และอันบนสุดเป็นประจุบวก นี่คือสิ่งที่พวกเขาทำเพื่อให้เกิดความสมดุลของเม็ดฝุ่น (หยด) ซึ่งได้รับการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ จากนั้นประจุของเม็ดฝุ่น (หยด) ก็ลดลงโดยปล่อยให้พวกมันสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตหรือ การฉายรังสีเอกซ์- อนุภาคฝุ่น (หยด) เริ่มตกลงมาเมื่อแรงไฟฟ้าที่รองรับลดลง

7 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

การทดลองของ Ioffe และ Millikan ด้วยการจ่ายประจุเพิ่มเติมให้กับแผ่นโลหะและเพิ่มสนามไฟฟ้า อนุภาคฝุ่นจึงหยุดอีกครั้ง ซึ่งทำหลายครั้งในแต่ละครั้งโดยใช้สูตรพิเศษในการคำนวณประจุของอนุภาคฝุ่น การทดลองของมิลลิแกนและไออฟฟ์แสดงให้เห็นว่าประจุของหยดและอนุภาคฝุ่นเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันอยู่เสมอ “ส่วน” ขั้นต่ำของประจุไฟฟ้าคือประจุไฟฟ้าเบื้องต้นเท่ากับ e = 1.6·10-19 C อย่างไรก็ตาม ประจุของอนุภาคฝุ่นไม่ได้ทิ้งไปในตัวเอง แต่รวมไปถึงอนุภาคของสสารด้วย ดังนั้นในธรรมชาติจึงมีอนุภาคของสสารที่มีประจุน้อยที่สุด จากนั้นประจุที่แบ่งแยกไม่ได้ก็คือประจุของอิเล็กตรอน ต้องขอบคุณการทดลองของ Ioffe-Millaken การมีอยู่ของอิเล็กตรอนจึงเปลี่ยนจากสมมติฐานไปสู่ข้อเท็จจริงที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต Abram Fedorovich Ioffe และนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Robert Millikan (แยกจากกัน) ทำการทดลองที่พิสูจน์การมีอยู่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าน้อยที่สุดและทำให้สามารถวัดประจุนี้ได้

ประสบการณ์ประกอบด้วยอะไรบ้างคุณรู้จากตำราเรียน เราอยากจะเล่าให้คุณฟังสักเล็กน้อยเกี่ยวกับชีวิตและการทำงานของนักฟิสิกส์เหล่านี้ และอ้างข้อความที่ตัดตอนมาจากหนังสือของพวกเขาที่พวกเขาพูดถึงการทดลองของพวกเขา

Abram Fedorovich Ioffe เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2423 ในยูเครนในเมืองรอมนี เขาสำเร็จการศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในปี 2445 และไปเยอรมนีเพื่อศึกษาต่อ เขาศึกษาที่มหาวิทยาลัยมิวนิกซึ่งเขาสำเร็จการศึกษาในปี พ.ศ. 2448 อาจารย์ของเขาคือ V. Roentgen ผู้โด่งดัง ในปีพ.ศ. 2449 Ioffe เดินทางกลับรัสเซียด้วยปริญญาเอก วิทยาศาสตร์เชิงปรัชญามหาวิทยาลัยมิวนิกและเริ่มกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และการสอนที่สถาบันโพลีเทคนิคเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ในปี 1915 เขาได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กจากการศึกษาเรื่องยางยืดและ คุณสมบัติทางไฟฟ้าควอตซ์

หลังจาก การปฏิวัติเดือนตุลาคมตามคำแนะนำของเขาและภายใต้การนำของเขา แผนกกายภาพและเทคนิคจึงถูกจัดตั้งขึ้นที่สถาบันรังสีวิทยาและการถ่ายภาพรังสีแห่งรัฐที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่ สถานการณ์ที่ต้องทำงานนั้นยาก: มี สงครามกลางเมือง- รัฐหนุ่มโซเวียตถูกล้อมรอบไปด้วยศัตรูที่ได้รับการสนับสนุนจากนายทุนทั่วโลก ความหิว; ความหายนะ; บุคลากรทางวิทยาศาสตร์รุ่นเก่าไม่ยอมรับการปฏิวัติทั้งหมด บางคนเดินทางไปต่างประเทศ ความสัมพันธ์ทางวิทยาศาสตร์กับประเทศอื่นๆ ถูกขัดจังหวะเกือบทั้งหมด และในเวลานี้ A.F. Ioffe ด้วยความช่วยเหลือของ A.V. Lunacharsky ได้สร้างสถาบันวิทยาศาสตร์ใน Petrograd ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นผู้ก่อตั้ง จำนวนมากสถาบันวิจัยของประเทศเรา

พ.ศ.2464 ฝ่ายกายภาพและเทคนิค สถาบันของรัฐสาขารังสีวิทยาและการถ่ายภาพรังสีกลายเป็นสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีอิสระ นำโดย A.F. Ioffe และต่อมาสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีแห่งยูเครน, สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีอูราล, สถาบันฟิสิกส์เคมีและอื่น ๆ อีกมากมายก็ออกมาจากสถาบันนี้และกลายเป็นสถาบันวิทยาศาสตร์อิสระ

นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงของประเทศของเรา I.V. Kurchatov, P.L. Kapitsa, N.N. Semenov, L.D. Landau, B.P. Konstantinov และคนอื่น ๆ อีกมากมาย งานทางวิทยาศาสตร์ภายใต้การนำของ A.F. Ioffe พวกเขาถือว่าตัวเองเป็นนักเรียนของเขาและจดจำเขาด้วยความอบอุ่นและความรักอันยิ่งใหญ่เสมอ

“ ตั้งแต่วันแรกของการปฏิวัติ Abram Fedorovich Ioffe เข้าข้างอำนาจของสหภาพโซเวียตเขากลายเป็นหนึ่งในผู้นำที่โดดเด่นในด้านพลศึกษาและวิทยาศาสตร์ ความสามารถมหาศาลของนักวิทยาศาสตร์ ครู ผู้จัดงาน ตลอดจนทัศนคติที่เป็นมิตรต่อผู้คน เสน่ห์ส่วนตัว การอุทิศตนเพื่อผลประโยชน์สาธารณะ ทั้งหมดนี้เป็นตัวกำหนดการมีส่วนร่วมอันล้ำค่าของ A.F. Ioffe ในการพัฒนาฟิสิกส์ของโซเวียต สหายของฉันหลายคน - นักฟิสิกส์เช่นฉัน - พิจารณาและเรียกนักวิชาการ Ioffe บิดาแห่งวิทยาศาสตร์โซเวียตและฉันเชื่อว่าความคิดเห็นนี้จะได้รับการยอมรับโดยทั่วไปในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์โซเวียต” นักวิชาการ B.P. Konstantinov เขียน

กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของ Ioffe กว้างขวางและหลากหลาย เขาเป็นนักทดลองที่ยอดเยี่ยมทำงานในประเด็นฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์ให้ความสนใจเป็นอย่างมากกับการนำผลการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ไปใช้มีส่วนร่วมในการพัฒนาอุปกรณ์ทางทหารโดยเฉพาะเขาเสนอหลักการของเรดาร์ในการตรวจจับเครื่องบินข้าศึกและ เขายังสนใจในความเป็นไปได้ในการใช้ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ในด้านการเกษตร

กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และองค์กรที่ยอดเยี่ยมของ A.F. Ioffe ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในประเทศ เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกเต็มรูปแบบของ USSR Academy of Sciences เขาได้รับรางวัล Hero of Socialist Labor, ตำแหน่งนักวิทยาศาสตร์ผู้มีเกียรติแห่งสหภาพโซเวียต, เขาได้รับรางวัล State Prize ระดับแรกและได้รับสองคำสั่งของ เลนิน สถาบันการศึกษาและมหาวิทยาลัยต่างประเทศหลายแห่งเลือกให้เขาเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์

Robert Milliken เกิดในปี 1868 ในรัฐอิลลินอยส์ ในครอบครัวของนักบวช เขาใช้ชีวิตวัยเด็กในเมืองเล็กๆ ที่ชื่อว่า Maquoketa ในปี พ.ศ. 2436 เขาเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย จากนั้นจึงศึกษาที่ประเทศเยอรมนี

เมื่ออายุ 28 ปี เขาได้รับเชิญให้ไปสอนที่มหาวิทยาลัยชิคาโก ในตอนแรกเขาทำงานเกือบอย่างเดียว งานสอนและเริ่มเมื่ออายุได้สี่สิบเท่านั้น การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ซึ่งทำให้เขาโด่งดังไปทั่วโลก

“หนึ่งในนักทดลองที่เก่งกาจกลุ่มแรกๆ ผู้ก่อตั้งและพิสูจน์ฟิสิกส์ใหม่ ควรเรียกว่า Robert Millikan... คุณลักษณะเฉพาะการวิจัยของ Millikan มีความแม่นยำเป็นพิเศษ ในหลายกรณี Millikan ทดลองซ้ำหลายครั้งที่คิดค้นและดำเนินการโดยผู้อื่น แต่เขาทำการทดลองเหล่านั้นด้วยความเอาใจใส่และความรอบคอบจนผลลัพธ์ของเขากลายเป็นพื้นฐานที่เถียงไม่ได้และหลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับการก่อสร้างทางทฤษฎี ความสำเร็จหลักของมิลลิแกนคือการวัดประจุอิเล็กตรอน จและทฤษฎีคงที่ของควอนตัม A” นักวิชาการ S.I. Vavilov เขียนเกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์คนนี้

สำหรับคุณ การศึกษาเชิงทดลอง R. Milliken ได้รับรางวัลในปี 1924 รางวัลโนเบล.

มิลลิคานเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2496

คุณจัดการวัดประจุของอิเล็กตรอนแต่ละตัวได้อย่างไร

นี่คือสิ่งที่ A.F. Ioffe และ R. Millikan เขียนเกี่ยวกับการทดลองของพวกเขา

A.F. Ioffe: “... อยู่ในห้องขัง กฝุ่นสังกะสีเม็ดเล็กๆ ถูกสร้างขึ้น ซึ่งตกลงผ่านรูแคบๆ เข้าไปในช่องว่างระหว่างแผ่นประจุสองแผ่น ฝุ่นที่มีประจุตกลงมา ประสบกับแรงโน้มถ่วงเช่นเดียวกับร่างกายอื่นๆ แต่ถ้ามีประจุ แรงไฟฟ้าก็จะกระทำกับประจุนั้นด้วย ขึ้นอยู่กับสัญลักษณ์ของประจุในทิศทางจากล่างขึ้นบนหรือบนลงล่าง ด้วยการเลือกประจุไฟฟ้าของเพลต คุณสามารถหยุดอนุภาคที่ตกลงมาแต่ละอันได้ เพื่อไม่ให้อนุภาคนั้นลอยอยู่ในอากาศ ฉันจัดการเพื่อให้ชิ้นส่วนอยู่ในสภาพนี้ตลอดทั้งวัน เมื่อมีลำแสงอัลตราไวโอเลตตกใส่ ประจุจะลดลง สิ่งนี้สามารถสังเกตได้ทันทีจากความจริงที่ว่าเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงประจุ แรงไฟฟ้าลดลง ในขณะที่แรงโน้มถ่วงไม่เปลี่ยนแปลง: ความสมดุลถูกรบกวน อนุภาคเริ่มลดลง

จำเป็นต้องเลือกประจุอื่นของเพลตเพื่อหยุดฝุ่นสังกะสีอีกครั้ง และทุกครั้งที่เรามีโอกาสวัดประจุของมัน...

คุณสามารถยิง 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1... มากถึง 50 ประจุ แต่เป็นจำนวนเต็มอิเล็กตรอนเสมอ ปรากฎว่าไม่ว่าเราจะรับสารอะไร ไม่ว่าจะเป็นสังกะสี น้ำมัน ปรอท ไม่ว่าจะเป็นการกระทำของแสง ความร้อน หรืออิทธิพลอื่นๆ ทุกครั้งที่ร่างกายสูญเสียประจุ ก็จะสูญเสียอิเล็กตรอนทั้งตัวเสมอ ซึ่งหมายความว่าเราสามารถสรุปได้ว่ามีเพียงอิเล็กตรอนทั้งหมดเท่านั้นที่มีอยู่ในธรรมชาติ”

อาร์. มิลลิเกน: “...ใช้สเปรย์ธรรมดาเข้าไปในห้องเพาะเลี้ยง กับมีการปล่อยน้ำมันออกมา อากาศที่เจ็ตถูกเป่านั้นถูกปลดปล่อยจากฝุ่นเป็นครั้งแรกโดยผ่านท่อที่มีใยแก้ว หยดน้ำมันที่ประกอบเป็นลำธารมีขนาดเล็กมาก รัศมีส่วนใหญ่ประมาณ 0.001 มม. หยดเหล่านี้ตกลงมาอย่างช้าๆ ในห้อง C บางครั้งบางหยดก็ทะลุผ่านรูเล็กๆ รตรงกลางแผ่นทองเหลืองทรงกลม มมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 22 ซม. ซึ่งประกอบเป็นแผ่นหนึ่งของคอนเดนเซอร์อากาศ อีกจาน-- เอ็น--เสริมความแข็งแกร่งให้ต่ำลง 16 มม. โดยใช้สตรัททำจากไม้มะเกลือ 3 อัน ก.แผ่นเหล่านี้สามารถชาร์จได้ (แผ่นหนึ่งเป็นบวกและอีกแผ่นหนึ่งเป็นลบ) โดยใช้สวิตช์ 5 ซึ่งเชื่อมต่อเข้ากับขั้ว 10,000 โวลต์ แบตเตอรี่ ใน.หยดน้ำมันปรากฏขึ้นใกล้ๆ พีสว่างไสวด้วยลำแสงอันแรงกล้าที่ลอดผ่านหน้าต่างสองบานที่อยู่ในวงแหวนสีดำด้าน ซึ่งบานหนึ่งอยู่ตรงข้ามกัน มองผ่านหน้าต่างที่สาม เกี่ยวกับ,หยดดังกล่าวปรากฏเป็นดาวสว่างบนพื้นหลังสีเข้มมุ่งตรงไปยังผู้อ่าน หยดผ่านรู พีมักจะกลายเป็นว่ามีประจุสูงเนื่องจากการเสียดสีเมื่อเป่าเจ็ต...

การดรอปที่มีประจุเหมือนกันกับแผ่นด้านบน เช่นเดียวกับที่มีประจุอ่อนเกินไปของป้ายตรงข้าม จะตกลงอย่างรวดเร็ว หยดที่มีประจุของเครื่องหมายตรงข้ามมากเกินไปจะถูกดึงดูดโดยแผ่นด้านบนอย่างรวดเร็ว เพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วง เป็นผลให้หลังจากผ่านไป 7 หรือ 8 นาที ขอบเขตการมองเห็นจะชัดเจนโดยสมบูรณ์ และเหลือหยดเพียงเล็กน้อยเท่านั้น กล่าวคือ หยดที่มีประจุเพียงพอที่จะรองรับสนามไฟฟ้า หยดเหล่านี้ปรากฏเป็นจุดสว่างที่มองเห็นได้ชัดเจน หลายครั้งที่ฉันได้รับดาวดังกล่าวเพียงดวงเดียวในสนามทั้งหมด และมันอยู่ที่นั่นประมาณหนึ่งนาที...

ในทุกกรณี โดยไม่มีข้อยกเว้น ปรากฏว่าทั้งประจุเริ่มต้นที่เกิดขึ้นจากการหยดเนื่องจากแรงเสียดทาน และประจุจำนวนมากที่จับได้จากการหยดจากไอออน มีค่าเท่ากับจำนวนเท่าของประจุที่เล็กที่สุดที่จับได้จากอากาศ หยดเหล่านี้บางส่วนในตอนแรกไม่มีประจุ จากนั้นจึงจับได้หนึ่ง สอง สาม สี่ ห้า หกหรือเจ็ด ค่าใช้จ่ายเบื้องต้นหรืออิเล็กตรอน หยดอื่นๆ ในตอนแรกมีหน่วยพื้นฐานเจ็ดหรือแปด บางครั้งยี่สิบ บางครั้งห้าสิบ บางครั้งร้อย บางครั้งร้อยห้าสิบหน่วย และในแต่ละกรณีจะยึดประจุพื้นฐานหนึ่งหรือหลายสิบหน่วยในระหว่างการสังเกตต่อเนื่อง ดังนั้นจึงสังเกตการหยดด้วยจำนวนอิเล็กตรอนที่เป็นไปได้ทั้งหมดระหว่างหนึ่งถึงหนึ่งร้อยห้าสิบ... เมื่อจำนวนของพวกเขาไม่เกินห้าสิบ ข้อผิดพลาดก็เป็นไปไม่ได้ที่นี่เหมือนกับการนับนิ้วของคุณเอง อย่างไรก็ตาม เมื่อนับอิเล็กตรอนในประจุที่มีประจุมากกว่าหนึ่งร้อยหรือสองร้อยตัว เราไม่สามารถแน่ใจได้ว่าไม่มีข้อผิดพลาด... แต่มันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงประจุขนาดใหญ่ เช่น ประจุที่เราจัดการใน การประยุกต์ใช้ไฟฟ้าทางเทคนิคนั้นถูกสร้างขึ้นโดยพื้นฐานแล้วแตกต่างไปจากประจุเล็กๆ ที่เรานับได้...

เมื่อใดก็ตามที่พบประจุไฟฟ้า - บนฉนวนหรือบนตัวนำ ในอิเล็กโทรไลต์หรือโลหะ - ทุกแห่งจะมีโครงสร้างเป็นเม็ดเล็กๆ ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ประกอบด้วยหน่วยไฟฟ้าจำนวนเต็ม (อิเล็กตรอน) ซึ่งเท่ากันทุกหน่วย ในปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิต อิเล็กตรอนเหล่านี้จะกระจัดกระจายไปทั่วพื้นผิวของวัตถุที่มีประจุ และในกระแสไฟฟ้าพวกมันจะเคลื่อนที่ไปตามตัวนำ”

รายละเอียด หมวดหมู่: ไฟฟ้าและแม่เหล็ก เผยแพร่เมื่อ 06/08/2015 05:51 เข้าชม: 5425

ค่าคงที่พื้นฐานอย่างหนึ่งในฟิสิกส์คือประจุไฟฟ้าเบื้องต้น นี่คือปริมาณสเกลาร์ที่แสดงความสามารถ ร่างกายมีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าเบื้องต้นถือเป็นประจุบวกหรือลบที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถแบ่งได้ ค่าของมันเท่ากับประจุอิเล็กตรอน

ข้อเท็จจริงที่ว่าประจุไฟฟ้าใดๆ ที่พบในธรรมชาติจะเท่ากับจำนวนเต็มของประจุเบื้องต้นเสมอ ได้รับการแนะนำในปี 1752 โดยผู้มีชื่อเสียง นักการเมืองเบนจามิน แฟรงคลิน นักการเมืองและนักการทูตที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และการประดิษฐ์ เป็นชาวอเมริกันคนแรกที่ได้เป็นสมาชิกของ Russian Academy of Sciences

เบนจามิน แฟรงคลิน

หากสมมติฐานของแฟรงคลินถูกต้อง และประจุไฟฟ้าของวัตถุที่มีประจุหรือระบบของวัตถุประกอบด้วยประจุพื้นฐานจำนวนเต็ม ประจุนี้สามารถเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันตามจำนวนที่มีประจุอิเล็กตรอนจำนวนเต็ม

เป็นครั้งแรกที่สิ่งนี้ได้รับการยืนยันและถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก Robert Millikan

ประสบการณ์ของมิลลิแกน

แผนภาพการทดลองของมิลลิแกน

มิลลิแกนทำการทดลองที่มีชื่อเสียงครั้งแรกกับหยดน้ำมันในปี 1909 ร่วมกับผู้ช่วยของเขา ฮาร์วีย์ เฟลตเชอร์ พวกเขาบอกว่าในตอนแรกพวกเขาวางแผนที่จะทำการทดลองโดยใช้หยดน้ำ แต่จะระเหยไปภายในไม่กี่วินาที ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่เพียงพอที่จะได้ผลลัพธ์ จากนั้น มิลลิเกนก็ส่งเฟลทเชอร์ไปที่ร้านขายยา ซึ่งเขาซื้อขวดสเปรย์และน้ำมันนาฬิกาหนึ่งขวด นี่ก็เพียงพอแล้วสำหรับการทดสอบที่จะประสบความสำเร็จ ต่อจากนั้น Millikan ได้รับรางวัลโนเบลจากเรื่องนี้ และ Fletcher ได้รับปริญญาเอก

โรเบิร์ต มิลลิเกน

ฮาร์วีย์ เฟลทเชอร์

การทดลองของมิลลิแกนคืออะไร?

หยดน้ำมันที่ถูกประจุไฟฟ้าตกลงมาภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่น แต่หากมีการสร้างสนามไฟฟ้าระหว่างพวกมัน ก็จะป้องกันไม่ให้หยดตกลงมา โดยการวัดความแรงของสนามไฟฟ้า จึงสามารถกำหนดประจุของหยดได้

ผู้ทดลองวางแผ่นตัวเก็บประจุโลหะสองแผ่นไว้ภายในภาชนะ ที่นั่นโดยใช้ขวดสเปรย์หยดน้ำมันเล็ก ๆ ถูกนำมาใช้ซึ่งมีประจุลบในระหว่างการฉีดพ่นอันเป็นผลมาจากการเสียดสีกับอากาศ

ในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้า หยดจะตกลงมา

ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง F w = mg หยดเริ่มตกลงมา แต่เนื่องจากพวกมันไม่ได้อยู่ในสุญญากาศ แต่อยู่ในสภาพแวดล้อม แรงต้านทานอากาศจึงป้องกันไม่ให้พวกมันตกลงมาอย่างอิสระ ฟรัส = 6πη อาร์วี 0 , ที่ไหน η – ความหนืดของอากาศ เมื่อไร Fw และ ฟราส สมดุล การล้มก็สม่ำเสมอด้วยความเร็ว โวลต์ 0 - ด้วยการวัดความเร็วนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงกำหนดรัศมีของหยด

หยด "ลอย" ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า

หากในขณะที่หยดตกแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับเพลตในลักษณะที่เพลตด้านบนได้รับประจุบวกและอันล่างเป็นลบการตกก็หยุดลง เขาถูกขัดขวางโดยสนามไฟฟ้าที่โผล่ออกมา หยดน้ำดูเหมือนจะลอยอยู่ เรื่องนี้เกิดขึ้นเมื่อมีแรง เอฟอาร์ สมดุลด้วยแรงที่กระทำจากสนามไฟฟ้า ฟ อาร์ = อีอี ,

ที่ไหน ฟร – ผลของแรงโน้มถ่วงและแรงอาร์คิมิดีส

ฉ ร = 4/3 พาย 3 ( ρ – ρ 0) ก

ρ - ความหนาแน่นของหยดน้ำมัน

ρ 0 – ความหนาแน่นของอากาศ

ร คือรัศมีของหยด

รู้ เอฟอาร์ และ อี เราก็สามารถกำหนดค่าได้ จ .

เนื่องจากเป็นเรื่องยากมากที่จะรับประกันว่าหยดยาจะอยู่นิ่งเป็นเวลานาน Millikan และ Fletcher ได้สร้างสนามที่หยดหลังจากหยุดแล้วเริ่มเคลื่อนขึ้นด้านบนด้วยความเร็วต่ำมาก โวลต์ - ในกรณีนี้

การทดลองซ้ำหลายครั้ง ประจุถูกส่งไปยังหยดโดยการฉายรังสีด้วยการติดตั้งรังสีเอกซ์หรืออัลตราไวโอเลต แต่ในแต่ละครั้ง ประจุรวมของการดรอปจะเท่ากับประจุพื้นฐานหลายอันเสมอ

ในปีพ.ศ. 2454 มิลลิแกนตั้งสมมติฐานว่าประจุของอิเล็กตรอนมีค่าเท่ากับ 1.5924(17) x 10 -19 C นักวิทยาศาสตร์คิดผิดเพียง 1% ค่าสมัยใหม่คือ 1.602176487(10) x 10 -19 C.

การทดลองของอิอฟฟ์

อับราม เฟโดโรวิช ไออฟเฟ่

ต้องบอกว่าเกือบจะพร้อมกันกับ Millikan แต่เป็นอิสระจากเขา Abram Fedorovich Ioffe นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียได้ทำการทดลองที่คล้ายกัน และการทดลองของเขาก็คล้ายกับของมิลลิแกน แต่อากาศถูกสูบออกจากถัง และเกิดสุญญากาศขึ้นในนั้น และแทนที่จะใช้หยดน้ำมัน Ioffe ใช้อนุภาคสังกะสีที่มีประจุขนาดเล็ก สังเกตการเคลื่อนไหวของพวกเขาผ่านกล้องจุลทรรศน์

การติดตั้งไอออฟ

1- หลอด

กล้อง 2 ตัว

3 - แผ่นโลหะ

4 - กล้องจุลทรรศน์

5 - ตัวปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต

ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าสถิต จุดฝุ่นสังกะสีก็ตกลงมา ทันทีที่แรงโน้มถ่วงของเม็ดฝุ่นเท่ากับแรงที่กระทำต่อมันจากสนามไฟฟ้า การตกก็หยุดลง ตราบใดที่ประจุของอนุภาคฝุ่นไม่เปลี่ยนแปลง มันก็ยังคงค้างอยู่นิ่ง ๆ แต่หากสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต ประจุจะลดลงและความสมดุลจะหยุดชะงัก เธอเริ่มล้มอีกครั้ง จากนั้นปริมาณประจุบนจานก็เพิ่มขึ้น สนามไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้นและการตกก็หยุดอีกครั้ง ทำเช่นนี้หลายครั้ง เป็นผลให้พบว่าในแต่ละครั้งประจุของเม็ดฝุ่นเปลี่ยนแปลงตามปริมาณที่เป็นผลคูณของประจุของอนุภาคมูลฐาน

Ioffe ไม่ได้คำนวณประจุของอนุภาคนี้ แต่เมื่อทำการทดลองที่คล้ายกันในปี 2468 ร่วมกับนักฟิสิกส์ N.I. Dobronravov ปรับเปลี่ยนการตั้งค่าการทดลองเล็กน้อยและใช้อนุภาคฝุ่นบิสมัทแทนสังกะสี เขายืนยันทฤษฎีนี้

การนำเสนอในหัวข้อ: ฟิสิกส์ก. เอฟ. ไออฟฟ์ และ อาร์. อี. มิลลิเกน. เส้นทางชีวิตของพวกเขา การทดลองไอออฟเฟ-มิลลิแกน

1 จาก 18

การนำเสนอในหัวข้อ:นักฟิสิกส์ก. เอฟ. ไออฟฟ์ และ อาร์. อี. มิลลิเกน. เส้นทางชีวิตของพวกเขา การทดลองไอออฟเฟ-มิลลิแกน

สไลด์หมายเลข 1

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 2

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 3

คำอธิบายสไลด์:

การทดลองอิออฟเฟ-มิลลิแกน ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ในการทดลองที่หลากหลายมากจำนวนหนึ่ง เป็นที่ยอมรับว่ามีพาหะบางอย่าง ประจุลบซึ่งเรียกว่าอิเล็กตรอน อย่างไรก็ตาม นี่เป็นหน่วยสมมุติจริงๆ เนื่องจากแม้ว่าจะมีมากมายก็ตาม วัสดุที่ใช้งานได้จริงไม่ใช่การทดลองที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนตัวเดียวเลย ไม่มีใครรู้ว่ามีอิเล็กตรอนหลายประเภทสำหรับสารที่แตกต่างกันหรือไม่ หรือพวกมันจะเหมือนกันตลอดเวลา ประจุใดที่อิเล็กตรอนมีอยู่ หรือประจุสามารถแยกออกจากอนุภาคได้หรือไม่ โดยทั่วไปแล้ว มีการถกเถียงอย่างเผ็ดร้อนเกี่ยวกับอิเล็กตรอนในชุมชนวิทยาศาสตร์ แต่ไม่มีพื้นฐานเชิงปฏิบัติเพียงพอที่จะหยุดการอภิปรายทั้งหมดได้อย่างแน่นอน

สไลด์หมายเลข 4

คำอธิบายสไลด์:

รูปนี้แสดงแผนผังการติดตั้งที่ใช้ในการทดลองของ A.F. Ioffe ในภาชนะปิด อากาศที่ถูกสูบออกสู่สุญญากาศสูง มีแผ่นโลหะ P สองแผ่นวางอยู่ในแนวนอน จากห้อง A ผ่านรู O อนุภาคฝุ่นสังกะสีที่มีประจุขนาดเล็กเข้าไปในช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก อนุภาคฝุ่นเหล่านี้ถูกสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ รูปนี้แสดงแผนผังการติดตั้งที่ใช้ในการทดลองของ A.F. Ioffe ในภาชนะปิด อากาศที่ถูกสูบออกสู่สุญญากาศสูง มีแผ่นโลหะ P สองแผ่นวางอยู่ในแนวนอน จากห้อง A ผ่านรู O อนุภาคฝุ่นสังกะสีที่มีประจุขนาดเล็กเข้าไปในช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก อนุภาคฝุ่นเหล่านี้ถูกสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์

สไลด์หมายเลข 5

คำอธิบายสไลด์:

ดังนั้น อนุภาคฝุ่นและหยดที่มีประจุในสุญญากาศจะตกลงจากแผ่นด้านบนลงด้านล่าง แต่กระบวนการนี้สามารถหยุดได้หากแผ่นด้านบนมีประจุบวกและแผ่นด้านล่างมีประจุเป็นลบ ดังนั้น อนุภาคฝุ่นและหยดที่มีประจุในสุญญากาศจะตกลงจากแผ่นด้านบนลงด้านล่าง แต่กระบวนการนี้สามารถหยุดได้หากแผ่นด้านบนมีประจุบวกและแผ่นด้านล่างมีประจุเป็นลบ สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะทำหน้าที่เป็นแรงคูลอมบ์ต่ออนุภาคที่มีประจุ เพื่อป้องกันไม่ให้อนุภาคตกลงมา ด้วยการปรับปริมาณประจุ พวกเขาจึงมั่นใจได้ว่าอนุภาคฝุ่นจะลอยอยู่ตรงกลางระหว่างแผ่นเปลือกโลก ต่อไป ประจุของอนุภาคฝุ่นหรือหยดลดลงโดยการฉายรังสีด้วยรังสีเอกซ์หรือแสงอัลตราไวโอเลต เมื่อสูญเสียประจุ อนุภาคฝุ่นก็เริ่มตกลงมาอีกครั้ง และหยุดอีกครั้งโดยการปรับประจุของแผ่นเปลือกโลก กระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำหลายครั้ง โดยคำนวณประจุของหยดและอนุภาคฝุ่นโดยใช้สูตรพิเศษ จากผลการศึกษาเหล่านี้ สามารถพิสูจน์ได้ว่าประจุของอนุภาคฝุ่นหรือหยดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันเสมอ โดยค่าที่กำหนดอย่างเคร่งครัด หรือตามขนาดที่เป็นจำนวนเท่าของค่านี้

สไลด์หมายเลข 6

คำอธิบายสไลด์:

Abram Fedorovich Ioffe Abram Fedorovich Ioffe เป็นนักฟิสิกส์ชาวรัสเซียผู้ค้นพบพื้นฐานมากมายและดำเนินการวิจัยจำนวนมาก รวมถึงในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ด้วย เขาทำการวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ค้นพบคุณสมบัติการแก้ไขของการเปลี่ยนผ่านของโลหะ-ไดอิเล็กทริก ซึ่งต่อมาได้อธิบายโดยใช้ทฤษฎีปรากฏการณ์อุโมงค์ และเสนอแนะความเป็นไปได้ในการแปลงแสงเป็น กระแสไฟฟ้า.

สไลด์หมายเลข 7

คำอธิบายสไลด์:

Abram Fedorovich เกิดเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 1980 ในเมือง Romny จังหวัด Poltava (ปัจจุบันคือภูมิภาค Poltava ประเทศยูเครน) ในครอบครัวของพ่อค้า เนื่องจากบิดาของอับรามเป็นคนค่อนข้างมีฐานะร่ำรวย เขาจึงไม่ได้จำกัดการให้ การศึกษาที่ดีถึงลูกชายของเขา ในปี พ.ศ. 2440 Ioffe ได้รับการศึกษาระดับมัธยมศึกษาในโรงเรียนจริง บ้านเกิด- ในปี 1902 เขาสำเร็จการศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก และเข้ามหาวิทยาลัยมิวนิกในประเทศเยอรมนี ในมิวนิก เขาทำงานภายใต้การแนะนำของวิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกนเอง วิลเฮล์ม คอนราด มองเห็นความขยันของนักเรียนและไม่มีพรสวรรค์ใดๆ จึงพยายามชักชวนให้อับรามอยู่ในมิวนิกและไปต่อ กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์แต่ Ioffe กลับกลายเป็นผู้รักชาติในประเทศของเขา หลังจากสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยในปี พ.ศ. 2449 หลังจากได้รับปริญญาปรัชญาดุษฎีบัณฑิตแล้วเขาก็กลับไปรัสเซีย Abram Fedorovich เกิดเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 1980 ในเมือง Romny จังหวัด Poltava (ปัจจุบันคือภูมิภาค Poltava ประเทศยูเครน) ในครอบครัวของพ่อค้า เนื่อง​จาก​พ่อ​ของ​อับราม​เป็น​คน​รวย เขา​จึง​ไม่​ละเลย​การ​ให้​การ​ศึกษา​ที่​ดี​แก่​ลูก​ชาย. ในปี พ.ศ. 2440 Ioffe ได้รับการศึกษาระดับมัธยมศึกษาในโรงเรียนจริงในบ้านเกิดของเขา ในปี 1902 เขาสำเร็จการศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก และเข้ามหาวิทยาลัยมิวนิกในประเทศเยอรมนี ในมิวนิก เขาทำงานภายใต้การแนะนำของวิลเฮล์ม คอนราด เรินต์เกนเอง วิลเฮล์ม คอนราด เมื่อเห็นความขยันและพรสวรรค์ของนักเรียนรายนี้ พยายามชักชวนให้อับรามอยู่ในมิวนิกและทำงานด้านวิทยาศาสตร์ต่อไป แต่จอฟกลายเป็นผู้รักชาติในประเทศของเขา หลังจากสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยในปี พ.ศ. 2449 หลังจากได้รับปริญญาปรัชญาดุษฎีบัณฑิตแล้วเขาก็กลับไปรัสเซีย

สไลด์หมายเลข 8

คำอธิบายสไลด์:

ในรัสเซีย Ioffe ได้งานที่สถาบันโพลีเทคนิค ในปี 1911 เขาได้ทดลองหาค่าของประจุอิเล็กตรอนโดยใช้วิธีเดียวกับ Robert Millikan (อนุภาคโลหะมีความสมดุลในสนามไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วง) เนื่องจาก Ioffe ตีพิมพ์ผลงานของเขาเพียงสองปีต่อมา ความรุ่งโรจน์ของการค้นพบการวัดประจุอิเล็กตรอนจึงตกเป็นของนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน นอกเหนือจากการระบุประจุแล้ว Ioffe ยังพิสูจน์ความเป็นจริงของการมีอยู่ของอิเล็กตรอนโดยไม่ขึ้นอยู่กับสสาร ตรวจสอบผลทางแม่เหล็กของการไหลของอิเล็กตรอน และพิสูจน์ลักษณะคงที่ของการปล่อยอิเล็กตรอนระหว่างเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก ในรัสเซีย Ioffe ได้งานที่สถาบันโพลีเทคนิค ในปี 1911 เขาได้ทดลองหาค่าของประจุอิเล็กตรอนโดยใช้วิธีเดียวกับ Robert Millikan (อนุภาคโลหะมีความสมดุลในสนามไฟฟ้าและแรงโน้มถ่วง) เนื่องจาก Ioffe ตีพิมพ์ผลงานของเขาเพียงสองปีต่อมา ความรุ่งโรจน์ของการค้นพบการวัดประจุอิเล็กตรอนจึงตกเป็นของนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน นอกเหนือจากการระบุประจุแล้ว Ioffe ยังพิสูจน์ความเป็นจริงของการมีอยู่ของอิเล็กตรอนโดยไม่ขึ้นอยู่กับสสาร ตรวจสอบผลทางแม่เหล็กของการไหลของอิเล็กตรอน และพิสูจน์ลักษณะคงที่ของการปล่อยอิเล็กตรอนระหว่างเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก

สไลด์หมายเลข 9

คำอธิบายสไลด์:

ในปี 1913 Abram Fedorovich ปกป้องวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโทของเขา และอีกสองปีต่อมาวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์ของเขา ซึ่งเป็นการศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติยืดหยุ่นและทางไฟฟ้าของควอตซ์ ในช่วงปี พ.ศ. 2459 ถึง พ.ศ. 2466 เขาศึกษากลไกนี้อย่างแข็งขัน การนำไฟฟ้าคริสตัลต่างๆ ในปี 1923 เป็นความคิดริเริ่มของ Ioffe การวิจัยขั้นพื้นฐานและศึกษาคุณสมบัติของวัสดุที่ยังใหม่หมดในขณะนั้น นั่นก็คือ สารกึ่งตัวนำ งานแรกในพื้นที่นี้ดำเนินการโดยการมีส่วนร่วมโดยตรงของนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย และเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าระหว่างเซมิคอนดักเตอร์กับโลหะ เขาค้นพบคุณสมบัติการแก้ไขของการเปลี่ยนผ่านของโลหะ-เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งได้รับการพิสูจน์เพียง 40 ปีต่อมาโดยใช้ทฤษฎีปรากฏการณ์อุโมงค์ ในปี 1913 Abram Fedorovich ปกป้องวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโทของเขา และอีกสองปีต่อมาวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์ของเขา ซึ่งเป็นการศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติยืดหยุ่นและทางไฟฟ้าของควอตซ์ ในช่วงปี พ.ศ. 2459 ถึง พ.ศ. 2466 เขาศึกษากลไกการนำไฟฟ้าของผลึกต่างๆ อย่างแข็งขัน ในปี 1923 เป็นความคิดริเริ่มของ Ioffe ที่เริ่มการวิจัยขั้นพื้นฐานและการศึกษาคุณสมบัติของวัสดุซึ่งเป็นวัสดุใหม่ทั้งหมดในเวลานั้น ซึ่งก็คือเซมิคอนดักเตอร์ งานแรกในพื้นที่นี้ดำเนินการโดยการมีส่วนร่วมโดยตรงของนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย และเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าระหว่างเซมิคอนดักเตอร์กับโลหะ เขาค้นพบคุณสมบัติการแก้ไขของการเปลี่ยนผ่านของโลหะ-เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งได้รับการพิสูจน์เพียง 40 ปีต่อมาโดยใช้ทฤษฎีปรากฏการณ์อุโมงค์

สไลด์หมายเลข 10

คำอธิบายสไลด์:

ในขณะที่ศึกษาผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริกในเซมิคอนดักเตอร์ Ioffe ได้แสดงความคิดที่ค่อนข้างกล้าในขณะนั้นว่าในทำนองเดียวกัน มันจะเป็นไปได้ที่จะแปลงพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้าได้ สิ่งนี้กลายเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโฟโตอิเล็กทริคในภายหลัง และโดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวแปลงซิลิกอน ซึ่งใช้ในภายหลังใน แผงเซลล์แสงอาทิตย์- Abram Fedorovich ร่วมกับนักเรียนของเขาได้สร้างระบบการจำแนกประเภทสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงวิธีการในการกำหนดพื้นฐานทางไฟฟ้าและ คุณสมบัติทางกายภาพ- โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การศึกษาคุณสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกในเวลาต่อมาได้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างตู้เย็นเทอร์โมอิเล็กทริกแบบเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ การสร้างเครื่องมือ และชีววิทยาอวกาศ ในขณะที่ศึกษาผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริกในเซมิคอนดักเตอร์ Ioffe ได้แสดงแนวคิดที่ค่อนข้างกล้าในเวลานั้นว่าในทำนองเดียวกัน มันจะเป็นไปได้ที่จะแปลงพลังงานแสงเป็นกระแสไฟฟ้าได้ สิ่งนี้กลายเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในภายหลัง และโดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวแปลงซิลิคอน ซึ่งต่อมาใช้เป็นส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ Abram Fedorovich ร่วมกับนักเรียนของเขาได้สร้างระบบในการจำแนกเซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงวิธีการกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกายภาพขั้นพื้นฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การศึกษาคุณสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกในเวลาต่อมาได้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างตู้เย็นเทอร์โมอิเล็กทริกแบบเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ การสร้างเครื่องมือ และชีววิทยาอวกาศ

สไลด์หมายเลข 11

คำอธิบายสไลด์:

Abram Fedorovich Ioffe มีส่วนช่วยอย่างมากในการสร้างและพัฒนาฟิสิกส์และอิเล็กทรอนิกส์ เขาเป็นสมาชิกของ Academies of Sciences หลายแห่ง (เบอร์ลินและเกิตทิงเกน อเมริกัน อิตาลี) รวมถึงสมาชิกกิตติมศักดิ์ของมหาวิทยาลัยหลายแห่งทั่วโลก เขาได้รับรางวัลมากมายจากความสำเร็จและการวิจัยของเขา Abram Fedorovich เสียชีวิตเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2503 Abram Fedorovich Ioffe มีส่วนช่วยอย่างมากในการสร้างและพัฒนาฟิสิกส์และอิเล็กทรอนิกส์ เขาเป็นสมาชิกของ Academies of Sciences หลายแห่ง (เบอร์ลินและเกิตทิงเกน อเมริกัน อิตาลี) รวมถึงสมาชิกกิตติมศักดิ์ของมหาวิทยาลัยหลายแห่งทั่วโลก เขาได้รับรางวัลมากมายจากความสำเร็จและการวิจัยของเขา Abram Fedorovich เสียชีวิตเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2503

สไลด์หมายเลข 12

คำอธิบายสไลด์:

Millikan Robert Andrus นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Robert Millikan เกิดที่ Morrison (อิลลินอยส์) เมื่อวันที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2411 ในครอบครัวของนักบวช หลังสำเร็จการศึกษา โรงเรียนมัธยมปลายโรเบิร์ตเข้าเรียนที่วิทยาลัยโอเบอร์ลินในรัฐโอไฮโอ ความสนใจของเขามุ่งเน้นไปที่คณิตศาสตร์และกรีกโบราณที่นั่น เพื่อหารายได้ เขาสอนฟิสิกส์ในวิทยาลัยเป็นเวลาสองปี พ.ศ. 2434 มิลลิแกนได้รับปริญญาตรี และ พ.ศ. 2436 ได้รับปริญญาโทสาขาฟิสิกส์

สไลด์หมายเลข 13

คำอธิบายสไลด์:

ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย Millikan ศึกษาภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ชื่อดัง M. I. Pupin เขาใช้เวลาช่วงฤดูร้อนหนึ่งที่มหาวิทยาลัยชิคาโกซึ่งเขาทำงานภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ทดลองชื่อดัง Albert Abraham Michelson ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย Millikan ศึกษาภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ชื่อดัง M. I. Pupin เขาใช้เวลาช่วงฤดูร้อนหนึ่งที่มหาวิทยาลัยชิคาโกซึ่งเขาทำงานภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ทดลองชื่อดัง Albert Abraham Michelson

คำอธิบายสไลด์:

พ.ศ. 2439 มิลลิแกนกลับมาที่มหาวิทยาลัยชิคาโกซึ่งเขาได้เป็นผู้ช่วยของมิเชลสัน พ.ศ. 2439 มิลลิแกนกลับมาที่มหาวิทยาลัยชิคาโกซึ่งเขาได้เป็นผู้ช่วยของมิเชลสัน ในอีกสิบสองปีถัดมา มิลลิคานได้เขียนหนังสือเรียนวิชาฟิสิกส์หลายเล่มซึ่งถูกนำมาใช้เป็นหนังสือเรียนสำหรับวิทยาลัยและโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย (หากมีเพิ่มเติม หนังสือเหล่านี้ยังคงเป็นเช่นนั้นมานานกว่า 50 ปี) พ.ศ. 2453 มิลลิแกนได้รับแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์

สไลด์หมายเลข 16

คำอธิบายสไลด์:

Robert Millikan พัฒนาวิธีการหยด ซึ่งทำให้สามารถวัดประจุของอิเล็กตรอนและโปรตอนแต่ละตัวได้ (1910 - 1914) จำนวนมากการทดลองเพื่อคำนวณประจุของอิเล็กตรอนอย่างแม่นยำ ดังนั้น เขาจึงทดลองพิสูจน์ความไม่ต่อเนื่องของประจุไฟฟ้า และเป็นครั้งแรกที่สามารถกำหนดค่าของมันได้อย่างแม่นยำ (4.774 * 10^-10 หน่วยไฟฟ้าสถิต) เขาตรวจสอบสมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกในพื้นที่ของรังสีที่มองเห็นและรังสีอัลตราไวโอเลตและกำหนดค่าคงที่ของพลังค์ (1914) Robert Millikan พัฒนาวิธีหยดซึ่งทำให้สามารถวัดประจุของอิเล็กตรอนและโปรตอนแต่ละตัว (พ.ศ. 2453 - 2457) และการทดลองจำนวนมากเพื่อคำนวณประจุของอิเล็กตรอนได้อย่างแม่นยำ ดังนั้น เขาจึงทดลองพิสูจน์ความไม่ต่อเนื่องของประจุไฟฟ้า และเป็นครั้งแรกที่สามารถกำหนดค่าของมันได้อย่างแม่นยำ (4.774 * 10^-10 หน่วยไฟฟ้าสถิต) เขาตรวจสอบสมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกในพื้นที่ของรังสีที่มองเห็นและรังสีอัลตราไวโอเลตและกำหนดค่าคงที่ของพลังค์ (1914)

สไลด์หมายเลข 17

คำอธิบายสไลด์:

พ.ศ. 2464 มิลลิแกนได้รับแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการกายภาพบริดเจสแห่งใหม่และหัวหน้าคณะกรรมการบริหารของรัฐแคลิฟอร์เนีย สถาบันเทคโนโลยี- พ.ศ. 2464 มิลลิแกนได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการทางกายภาพของบริดเจสแห่งใหม่และหัวหน้าคณะกรรมการบริหารของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ที่นี่เขาได้ทำการศึกษารังสีคอสมิกชุดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทดลอง (พ.ศ. 2464 - 2465) ด้วยมัดอากาศที่มีอิเล็กโทรสโคปบันทึกที่ระดับความสูง 15,500 ม. พ.ศ. 2466 มิลลิแกนได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ "สำหรับผลงานของเขาในการกำหนด ประจุไฟฟ้าเบื้องต้นและเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค "

สไลด์หมายเลข 18

คำอธิบายสไลด์:

ระหว่างปี พ.ศ. 2468-2470 มิลลิแกนได้แสดงให้เห็นแล้วว่า ผลไอออไนซ์รังสีคอสมิกจะลดลงตามความลึก และยืนยันแหล่งกำเนิดของ "รังสีคอสมิก" เหล่านี้จากนอกโลก ศึกษาวิถีโคจรของอนุภาคจักรวาล เขาได้ระบุอนุภาคแอลฟา อิเล็กตรอนเร็ว โปรตอน นิวตรอน โพซิตรอน และแกมมาควอนต้าในอนุภาคเหล่านั้น เขาค้นพบผลกระทบละติจูดของรังสีคอสมิกในชั้นสตราโตสเฟียร์โดยเป็นอิสระจาก Vernov ระหว่างปี พ.ศ. 2468-2470 มิลลิคานแสดงให้เห็นว่าผลการแตกตัวเป็นไอออนของรังสีคอสมิกลดลงตามความลึก และยืนยันต้นกำเนิดของ "รังสีคอสมิก" เหล่านี้จากนอกโลก ศึกษาวิถีโคจรของอนุภาคจักรวาล เขาได้ระบุอนุภาคแอลฟา อิเล็กตรอนเร็ว โปรตอน นิวตรอน โพซิตรอน และแกมมาควอนต้าในอนุภาคเหล่านั้น เขาค้นพบผลกระทบละติจูดของรังสีคอสมิกในชั้นสตราโตสเฟียร์โดยเป็นอิสระจาก Vernov

>ประสบการณ์ของมิลลิแกน

คืออะไร ประสบการณ์ของมิลลิแกน– ทดลองหยดน้ำมัน อ่าน คำอธิบายโดยละเอียดประสบการณ์และข้อสรุป สมการ ประจุอิเล็กตรอน ความเร็วสูงสุด

ในปี 1911 Robert Millikan สามารถสร้างประจุบนอิเล็กตรอนโดยใช้หยดน้ำมันที่มีประจุได้

วัตถุประสงค์การเรียนรู้

• ทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างประจุอิเล็กตรอนจริงกับประจุที่สร้างโดยมิลลิแกน

ประเด็นหลัก

• การทดลองนี้เกี่ยวข้องกับหยดน้ำมันที่แตกตัวเป็นไอออน เมื่ออยู่ในอากาศ แรงโน้มถ่วงจะสมดุลกับแรงของสนามไฟฟ้า
• มิลลิแกนไม่สามารถคำนวณจำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละหยดน้ำมันได้โดยตรง แต่พบว่ามีส่วนร่วมคือ 1.5924 (17) x 10 -19 C (ประจุอิเล็กตรอน)
• ค่าที่ได้รับแตกต่างจากค่าที่ยอมรับ 1% - 1.602176487 (40) x 10 -19 C

เงื่อนไข

• สนามไฟฟ้าคือบริเวณรอบๆ อนุภาคที่มีประจุหรือระหว่างแรงดันไฟฟ้า 2 แรง
• แรงดันไฟฟ้าคือปริมาณศักย์ไฟฟ้าสถิตระหว่างจุดสองจุดในอวกาศ
• การจำกัดความเร็ว - ความเร็วที่วัตถุ ฤดูใบไม้ร่วงฟรีหยุดความเร่งลงเพราะแรงโน้มถ่วงเท่ากันและตรงข้ามกับแนวต้าน

การทดลองหยดน้ำมัน

นี่คือหนึ่งในที่สุด การวิจัยที่สำคัญในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์กายภาพ Robert Milliken และ Harvey Fletcher เริ่มนำไปใช้ในปี 1911 พวกเขาต้องการหาประจุของอิเล็กตรอนหนึ่งตัว

ในการทำเช่นนี้ Milliken ใช้ปืนสเปรย์เพื่อสร้างหมอกของหยดน้ำมันเล็กๆ ในห้องที่มีรูอยู่ หยดบางหยดตกลงไปในหลุมและเข้าไปในห้อง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คำนวณความเร็วและมวลสุดท้าย

มิลลิแกนยังทำให้หยดละอองสัมผัสกับรังสีเอกซ์ซึ่งจะทำให้โมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนในอากาศและทำให้อิเล็กตรอนเกาะติดกับหยดน้ำมัน ส่งผลให้มีการเรียกเก็บเงิน ด้านบนและด้านล่างของห้องเพาะเลี้ยงเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ และความต่างศักย์แสดงถึงสนามไฟฟ้า

มิลลิแกนพยายามรักษาสมดุลของแรงโน้มถ่วงและแรงของสนามไฟฟ้า ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้หยดน้ำมันลอยอยู่ในอากาศ

อุปกรณ์ประกอบด้วยแผ่นโลหะแนวนอนคู่ขนานกัน สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอจะเกิดขึ้นในช่องว่างระหว่างพวกมัน วงแหวนมีรูสามรูสำหรับแขวนและอีกรูหนึ่งสำหรับสังเกตผ่านกล้องจุลทรรศน์ มีการพ่นน้ำมันชนิดพิเศษเข้าไปในห้องเพาะเลี้ยง โดยที่หยดจะถูกชาร์จด้วยไฟฟ้า หยดเข้าสู่ช่องว่างระหว่างเพลตและสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าบนเพลต

เขามีมวลของหยดน้ำมันและความเร่งของแรงโน้มถ่วง (9.81 m/s2) เช่นเดียวกับพลังงานของรังสีเอกซ์ ต้องขอบคุณที่เขาคำนวณประจุนี้

ประจุในแต่ละหยดยังคงเป็นปริศนา ดังนั้น Millikan จึงปรับความแรงของรังสีเอกซ์ที่ทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนและคำนวณค่าที่เหลือด้วย ในแต่ละกรณีประจุจะสูงถึง 1.5924 (17) x 10 -19 C ผลลัพธ์มีความแม่นยำมากและแตกต่างเพียง 1% จากที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน - 1.602176487 (40) x 10 -19 C

การทดลองนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดประจุของอิเล็กตรอนและพิสูจน์การมีอยู่ของอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอม