Milikan Yağ Damlası Deneyi

0
12208
Milikan Yağ Damlası Deneyi

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda sizlere Robert Millikan tarafından yapılan yağ damlası deneyinin amacını anlatacağız. 1909 ile 1913 tarihleri arasında, Robert Millikan bir seri mükemmel deney yaptı. Bu deneylerde, elektronun elemanter yükü e ‘yi ölçtü ve elektronik yükün kuantize doğasını belirledi. Millikan’ın kullandığı deney düzeneği, iki paralel metal plakadan ibarettir ve Şekil 1’de gösterilmiştir. Bir püskürtücü ile yüklenmiş yağ damlaları, üst plakadaki bir delikten geçmesi sağlanır. Yağ damlacıklarını aydınlatmak için yatay doğrultuda (şekilde gösterilmemiş) bir ışık demeti kullanılır. Damlalar, bir teleskopla gözlenir. Teleskopun ekseni, ışık demetiyle dik açı yapar. Damlacıklar bu düzende gözlendiğinde, karanlık zeminde parlayan bir yıldız gibi görünürler. Dolayısı ile damlaların düşüş hızı tayin edilebilir.

Millikan Yağ Damlası Deneyinin Düzeneği

milikanın yağ damlası deneyi
Şekil 1

Şekil 1: Millikan yağ damlası deneyi düzeneğinin şematik görünüşü.

Kütlesi m, taşıdığı yük q olan bir tek damlanın gözlendiğini varsayalım. Damlanın yükü negatif olsun. Levhalar (plaka) arasında bir elektrik alan yoksa, Şekil 2a’da gösterildiği gibi, yük üzerine etki eden iki kuvvet vardır. Aşağı doğru damlacığın mg ağırlığı ve yukarı doğru Fviskos sürüklenme kuvvetidir. Sürüklenme kuvveti damlanın hızı ile orantılıdır. Damla v limit hızına ulaşınca her iki kuvvet birbirlerini dengeler (mg = FD).

yağ damlası deneyi
Şekil 2 (a, b)

Şekil 2:Millikan deneyinde negatif yüklü yağ damlacığına etkiyen kuvvetler

*Bir zamanlar yağ damlacıklarına “Millikan’ın parlayan yıldızları” denildi. Bu tanımlama belki de güncelliğini.kaybetti. Çünkü yeni nesil Fizik öğrencileri Milikan deneyini tekrarlarken, sancılan, az görme ve başağrıları v.s. tutar.*

Şimdi, üstteki plaka daha yüksek potansiyelde olacak şekilde plakaları bataryaya bağlayarak plakalar arasında bir elektrik alan oluştuğunu farz edelim. Bu durumda üçüncü bir kuvvet qE, yüklü damla üzerine etkir. q negatif ve E aşağı yönlü olduğundan, elektriksel kuvvet Şekil 2b’deki gibi yukarı yönlüdür. Bu kuvvet yeterince büyükse, damla yukarı doğru hareket edecek ve FD sürüklenme kuvveti aşağı yönde etkiyecektir. Yukan yöndeki qE elektriksel kuvvet aşağı yönlü olan sürüklenme kuvveti ile ağırlığın toplamını dengelediğinde damla, yeni bir v’ limit hızına ulaşır.

Alan kurulduğunda (varken) damla, saniyede yaklaşık santimetrenin yüzde biri kadar bir hızla yavaşça yukarı doğru hareket eder. Bu değer alanın olmadığı durumdaki düşüş hızına yakındır. Böylece, elektrik alanı basitçe açıp kapatarak sabit kütle ve yarıçaplı damlacığın yukarı yada aşağı yönlü hareketi saattlerce takip edilebilir.

Binlerce damlacık üzerinde yapılan ölçümlerden sonra. Milikan ve çalışma arkadaşları, bütün damlacıkların %1 hata ile, e elementer yükünün tam katları kadar yüke sahip olduğunu buldular. Yani,

q= ne   n = 0,-1, -2, -3, . . .

dir. Burada, e= 1,60 х 10-19C’dir. Milikan deneyi, yükün kuantumlu oluşumunun kesin bir delilidir. Milikan, 1923 yılında bu çalışmasından dolayı Nobel ödülü ile ödüllendirilmiştir.

Bu yazımızda sizlere Robert Millikan tarafından yapılan yağ damlası deneyinin amacını anlattık.Diğer yazımızda görüşmek üzere.

Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikSinüssel Dalgalar
Sonraki İçerikParalel Plakalı Kondansatörler
Elif Yaldız
Merhaba ben Elif Yaldız, bir süre Türkiye de Elektrik ve Elektronik Mühendisliği üzerine eğitim aldıktan sonra, hayat serüvenime yurt dışında Enerji Sistemleri Mühendisliği üzerine devam ettirmeye karar verdim. Burada sizlerle bilgi alış verişinde bulunmaktan memnuniyet duyuyorum.

Düşünceleriniz Nedir?