ฟิ สิกส์อะตอม
20
9. จงเติมคาลงในช่องว่างให้สมบูรณ์
ตอนที่ 2 การทดลองของมิลลิแกน การทดลองหาค่ าประจุอเิ ล็กตรอนของมิลลิแกน (Robert A. Millikan) จากอุปกรณ์การทดลองดังรู ป เมื่อผ่านละอองฝอยน้ ามันลงไประหว่างขั้วไฟฟ้ า หยดน้ ามันเล็ก ๆ บางหยดจะมีประจุบวก บางหยดจะมี ประจุลบ พวกที่มีประจุบวกจะตกลงเบื้องล่างอย่างรวดเร็ ว บางหยดที่มีประจุเป็ นลบขนาดเหมาะสม จะลอยอยูน่ ิ่ง ๆ ได้อย่างสมดุล พิจารณาเฉพาะหยดทีอ่ ยู่นงิ่ ๆ จาก Fขึ้น = Fลง qE = mg neE = mg เพราะ q = ne เมื่อ
q คือ ประจุรวมทั้งหมดในหยดน้ ามัน(C) n คือ จานวนอิเล็กตรอน e คือ ประจุอิเล็กตรอน 1 ตัว m คือ มวลของหยดน้ ามันทั้งหมด (kg) E คือ ความเข้มสนามไฟฟ้ า (N/C) จากการทดลองจะได้ ne = จานวนเต็ม x 1.6 x 10–19 C เช่น ne = 1 x 1.6 x 10–19 C ne = 2 x 1.6 x 10–19 C ne = 3 x 1.6 x 10–19 C จึงสรุ ปว่า อิเล็กตรอน 1 ตัว มีประจุ 1.6 x 10–19 คูลอมบ์ ส่วนจานวนเต็มคูณอยู่ ก็คือจานวนอิเล็กตรอนนัน่ เอง 10. หยดน้ ามันอันมีจานวนอิเลคตรอนมากกว่าจานวนโปรตรอนอยู่ 5 ตัว มีมวล 1.6x10–15 kgลอยแขวนอยูร่ ะหว่างแผ่น ประจุในเครื่ องทดลองของมิลลิแกนซึ่งมีสนามไฟฟ้ าเข้ม 2x104โวลต์ต่อเมตร จงหาประจุของอิเลคตรอน 1 ตัว (1.6x10–19 C)
11. ในการทดลองของมิลลิแกนเมื่อทาให้หยดน้ ามันมวล 1.6 x 10–14 กิโลกรัม ลอยหยุดนิ่งระหว่างแผ่นโลหะขนานซึ่งวาง ห่างกัน 1 ซม. โดยแผ่นบนมีศกั ย์ไฟฟ้ าสูงกว่าแผ่นล่างเท่ากับ 392 โวลต์ ถ้าความเร่ งเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกเท่ากับ 9.8 m/s2 และอิเลคตรอนมีประจุ 1.6x10–19 คูลอมบ์ จงคานวณหาว่าหยดน้ ามันนี้มีอิเลคตรอนแฝงอยูก่ ี่ตวั (25)