Millikan-Versuch
Über diese App
Öltröpfchen im Mikroskop wählen, die Spannung regeln, bis eines schwebt, und die Messung speichern. Das Histogramm wächst Stein für Stein, und Vielfache von e erscheinen. Mit Schwebemethode, Sink-Steig-Methode, Rechenweg und Abi-Aufgaben.
Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.
Was der Millikan-Versuch zeigt
Robert Millikan bestimmte ab 1909 die Ladung einzelner Öltröpfchen im Plattenkondensator. Sein Ergebnis: Elektrische Ladung tritt nur als ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung auf, q = n·e mit e = 1,602·10⁻¹⁹ C. Beim Schweben gleicht die Feldkraft q·U/d die Gewichtskraft aus. Weil die Masse eines so kleinen Tröpfchens unbekannt ist, misst man zusätzlich die Sinkgeschwindigkeit und erhält den Radius aus dem Gesetz von Stokes.
Was die App zeigt
Du schaust durch ein Mikroskop auf leuchtende Tröpfchen zwischen zwei Kondensatorplatten. Am gewählten Tröpfchen stehen Pfeile für Gewichtskraft, Feldkraft und Reibung. Die Tröpfchen folgen dem Gesetz von Stokes und zittern durch Brownsche Bewegung, daher streuen die Messwerte wie im Labor. Jede Messung fällt als Stein in ein Histogramm der Ladungen. Ein Kamm mit gleichen Abständen zeigt die Vielfachen von e.
Selbst ausprobieren
Wähle ein Tröpfchen und regle die Spannung, bis es schwebt. Speichere die Messung und lies den Rechenweg mit deinen Werten nach. Lade das Tröpfchen um und beobachte, wie die Schwebespannung springt. Lass weitere Tröpfchen messen, bis Häufungen und Lücken sichtbar werden, und zieh den Kamm auf die Häufungen. Vorhersagefragen und Abi-Aufgaben mit Zufallswerten prüfen die Schwebemethode und die Sink-Steig-Methode.
Häufige Fragen
- Was hat Millikan mit dem Öltröpfchenversuch bewiesen?
- Er zeigte, dass elektrische Ladung gequantelt ist. Alle gemessenen Ladungen waren ganzzahlige Vielfache einer kleinsten Ladung, der Elementarladung e = 1,602·10⁻¹⁹ C.
- Wie berechnet man die Ladung eines schwebenden Öltröpfchens?
- Aus der Sinkgeschwindigkeit ohne Feld folgt mit dem Gesetz von Stokes der Radius r = √(9ηv₀ / (2(ρ_Öl − ρ_L)g)). Daraus ergibt sich die Gewichtskraft abzüglich Auftrieb. Beim Schweben gilt dann q = F_G·d/U.
- Was ist der Unterschied zwischen Schwebemethode und Sink-Steig-Methode?
- Die Schwebemethode nutzt die Schwebespannung und die Sinkgeschwindigkeit ohne Feld. Die Sink-Steig-Methode misst bei gleicher Spannung die Steig- und die Sinkgeschwindigkeit nach dem Umpolen. Sie braucht keinen genauen Schwebepunkt.
- Was kann ich in der App einstellen?
- Du wählst Tröpfchen, regelst die Spannung, polst um, lädst Tröpfchen um und wechselst die Methode. Außerdem kannst du zehn Tröpfchen automatisch messen, den Kamm im Histogramm ziehen und Abi-Aufgaben rechnen.
Fach: Schulphysik
Mehr aus Schulphysik
- Belichtungsdreieck (Fotografie)
- Dichte & Auftrieb (Archimedes)
- Doppler-Effekt
- Farbmischung additiv & subtraktiv
- Franck-Hertz-Röhre
- Lichtelektrischer Effekt
- Newton-Wiege / elastischer Stoß
- Potentialtopf (3D)
Eine VisuApp von heyprof: interaktiv, kostenlos im Browser, ohne Anmeldung. Was ist eine VisuApp? · Alle Apps