Frage von haloo123, 55

Millikan-Versuch, wie leitet man die Ladungsmenge der Elementarladung her?

Hallo meine liebe Community,

ich sitze seit einigen Stunden vor einem Problem. Und zwar sollen wir in Physik den Millikan-Versuch durchführen (mithilfe einer Simulation) und dazu ein Protokoll verfassen. Soweit so gut. Läuft alles gut soweit. Zum Ende hin steht ich jedoch vor einer Aufgabe, von der ich keine Ahnung habe, wie man sie lösen soll: Das Ziel des Millikan-Versuches ist es ja, die Ladungsmenge der Elementarladung zu bestimmen. Nur habe ích keine Ahnung, wie ich aus meinen gemessenen Werten die Elementarladung bestimmen kann, ohne diese selbst dabei zu verwenden. Wir sollen dabei, wegen Ungenauigkeiten beim Messen, mit einer gewissen Toleranz arbeiten.

Ich habe soweit die Ladungsmengen der jeweiligen Öltropfen berechnet und auch die Anzahl der darin befindlichen Elementarladungen, um zu sehen ob der Wert brauchbar ist. Nur weiß ich nun nicht weiter :/ Wie komme ich von den gemessenen bzw. errechneten Werten, zu dem Endergebnis der Elementarladung?

Antwort
von Physikus137, 40

Schau mal hier:

http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/ladungen-felder-oberstufe/millikan-vers...

Kommentar von haloo123 ,

Von dort haben wir die Simulation des Experiments. Das Problem ist nur, dass auch dort nicht weiter gegangen wird, als das Durchführen des Experiments und die Berechnung der Werte, die ich bereits habe. Wir müssen irgendwie aus den jeweiligen Ladungsmengen q, die Elementarladung, so genau wie möglich bestimmen. Eben durch Messfehler mit einer gewissen Toleranz.

Kommentar von Physikus137 ,

Wenn du viele Versuche gemacht (simuliert) hast und dir das erstellte Diagramm anschaust, siehst du, dass die erhaltenen Werte für q nicht gleichmäßig verteilt sind, sondern nur in "Stufen" vorkommen - dass muss so interpretiert werden, dass die Ladung offenbar nicht beliebige Werte annehmen kann, sondern nur Vielfache einer Elementarladung. Der kleinste erhaltene Wert, also "die unterste Stufe" sollte dann einer Elementarladung entsprechen.

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 24

> Ich habe soweit die Ladungsmengen der jeweiligen Öltropfen berechnet

Diese sollten, wenn der Versuch funktioniert hat, nicht wild gestreut sein, sondern, wenn Du diese in einem Diagramm (z.B. x-Achse = Nummer des Versuchs. Oder auch alle beim gleichen x-Wert) einträgst, mehrere Gruppen bilden.

Von jeder Gruppe den Mittelwert berechnen. Jetzt sollten die Mittelwerte ungefähr ganzzahlige Vielfache des kleinsten Mittelwerts sein (wenn dort nur eine Elementarladung vorlag)

Kommentar von haloo123 ,

Das heißt praktisch einfach nur den niedrigsten Mittelwert, den man errechnet, als Elementarladung festlegen? Würde das bedeuten, dass man als Ergebnis des eigenen Versuches z.B. auch 3,2E-19 C als "Elementarladung" festlegen könnte, wenn man keinen kleineren Mittelwert erreicht? Wenn man mal davon ausginge, dass man die reale Elementarladung nicht kennt.

Kommentar von TomRichter ,

Nur dann, wenn die anderen Mittelwerte ganzzahlige Vielfache davon sind. Wenn Du 3.2, 4.8 und 6.4 gemessen hast, musst Du erkennen, dass das ganzzahlige Vielfache 1.6 sind.

Kommentar von haloo123 ,

Alles klar, vielen Dank. Das hat mir echt weitergeholfen :D

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