Hausaufgabe über Millikan < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:22 Do 14.06.2007 | | Autor: | discuss |
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Hallo Jungs und Mädels,
ich hab in Physik drei Aufgaben über den Millikan Versuch als Hausaufgabe aufgekriegt und versteh es irgendwie nicht. Ich hab auch keine Formeln zum berechnen, da es ein neues Thema in unserem LK ist.
Also ich hab mal angefangen aber weiß nicht ob bisher was stimmt.
Hier also die Aufgaben:
Aufgabe 1:
a) Ein Öltröpfchen der Masse m=[mm]2,4\* 10^{-12}[/mm]g schwebt bei Uo=250 V (Spannung) in einem Kondensator (Plattenabstand d= 0,50 cm, obere Platte negativ). Welche Ladung und wie viele Elementarladungen trägt es?
Welches Vorzeichen hat seine Ladung? Mit welche Geschwindigkeit sinkt es in der Luft ohne elektrisches Feld?
b) Wie viele Überschusselektronen sitzen je [mm]cm^2[/mm] auf der negativ geladenen Platte?
c) Auf wie viele Atome der Oberfläche kommt ein Überschusselektron?
(Ein Atom brauch die Fläche [mm]10^{-15}\*cm^2[/mm])
Aufgabe 2:
a) Ein Tröpfchen (m=[mm]2,4+10^{-12}[/mm]g, q= 3e) sinkt langsam in dem Plattenkondensator aus A1a) um 1mm. Wie viel Höhenenergie verliert das Tröpfchen? Welche Spannung durchläuft es? Um wie viel ändert sich die elektrische Energie im Feld? Nimmt sie zu oder ab? Vergleichen sie die beiden Energieänderungen.
b) ein gleich geladenes Tröpfchen mit der halben Masse steigt hoch. Vergleichen sie jetzt die beiden Energieänderungen.
Aufgabe 3:
Näherungsweise gilt für Öltröpfchen das Reibungsgesetz von Stokes
[mm]F= 6*x*r*Wirkungsgrad eta*v[/mm] (Wirkungsgrad eta= [mm]18*10^{-6} \bruch{N\*s}{m^2}[/mm]: Zähigkeit der Luft). Die Dichte des verwendeten Öls ist 983 [mm] \bruch{kg}{m^3}[/mm]. [/mm] Berechnen Sie die Sinkgeschwindigkeit des Tröpfchens (r= [mm]1\*10^{-6}[/mm] m), die sich nach kurzer Zeit ohne Feld einstellt.
Also ich hab jetzt mal mit Aufgabe 1 angefangen:
q= [mm]\bruch{G\*d}{Uo} [/mm] => somit q= [mm]4,8\*10^{-19}[/mm] C (das sind drei Elementarladung)
Die Ladung ist positiv.
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Aber weiter komme ich irgendwie nicht. Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen. Ich will eigentlich nicht, dass ihr mir es vllt nicht vorrechnet, da ich ja dann nix lerne. Ich würde mich freuen, wenn ihr mir ein paar Ansätze liefern könnt, damit ich selbst weiterrechnen kann.
Ich bin dankbar für jede Hilfe und bedanke mich schon jetzt für eure Antworten!!!!
gruß daniel
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:25 Do 14.06.2007 | | Autor: | BKM |
Hallo.
Es geht im Kern um folgendes: Zum Nachweis und zur Bestimmung der Größe der Elementarladung, sprüht man Öltröpfchen in einen Kondenator mit horizontalen Platten. Die Tröpfchen werden durch Röntgenstrahlung aufgeladen, falls sie nicht schon durch die Zerstäuberdüse aufgeladen wurden. Diese Tröpfchen können mittels Mikroskop beobachtet werden. Man regelt die Spannung U zw. den Platten so, dass ein Tröpfchen schwebt.Dann ist die elktrische Kraft [mm] \vec{F} [/mm] = Q * [mm] \vec{E} [/mm] der Gewichtskraft [mm] \vec{Fg} [/mm] = [mm] m*\vec{g} [/mm] entgegengerichtet; die Beträge sind bei vernachlässigung des Auftriebs gleich. Man erhält:
Q*E = m*g
Q*(U/d) = m* g
Q =(m*g*d)/U
Die Größen g, d und U sind bekannt. Die Masse m wird mit Hilfe des Stokesschen Gesetzes bestimmt. Wenn die Spannung abgeschaltet wird, sinkt das Tröpfchen im feldfreien Raum mit gleichförmiger Geschwindigkeit, wenn die Gewichtskraft u. der Reibungswiderstand gleich groß sind:
m*g = [mm] 6*\pi*...........
[/mm]
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Ab hier bist Du wieder drann!
Wenn noch Fragen sind, ......
Beste Grüße
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:36 Fr 15.06.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
zu1
auf die Frage nach der Gescwindigkeit, kannst du erst mit den Angaben aus 3 antworten, es sei denn statt Luft steht da Vakuum.
Die Formel für q ist richtig.
b)Ladung pro Flache kriegst du raus, wenn du die 2 Formeln für C gleichsetzt C=Q/U und [mm] C=\epsilon_0*A/d [/mm] daraus A/d
achte auf die Einheiten!
c ist leicht, wenn du g hast.
zu 2) m*g*h mit q*E*h vergleichen-
zu 3 hast du schon ne Antwort.
Gruss leduart
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