„Olajcseppkísérlet” változatai közötti eltérés
[nem ellenőrzött változat] | [nem ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
a Robot: Kiskötőjel cseréje gondolatjelre |
a →A folyamat: Kéletek igazítása |
||
19. sor:
===A folyamat===
A folyamat kezdetén – mivel ekkor még nem aktiváljuk az elektromos mezőt – az olajcseppek szabadon esnek a lemezek között. A cseppek rövid idő alatt elérik a végsebességüket a kamrában lévő levegőrészecskékkel való ütközés következtében létrejövő [[súrlódás]] miatt. Ekkor aktiváljuk az elektromos mezőt, és ha az megfelelően nagy, néhány részecske (a töltéssel rendelkezők) emelkedni kezdenek (mivel a rájuk ható ''F<sub>E</sub>'' elektromos mező által az olajcseppre kifejtett, "felfelé" ható erő nagyobb lesz, mint a "lefelé" ható ''G'' nehézségi erő). Egy megfelelőnek tűnő olajcsepp kiválasztása és a mikroszkóp látómezejének közepére mozgatása után a feszültség kikapcsolgatásával elérjük, hogy a kiválasztott cseppen kívül minden más csepp leessen. A kísérlet további részében tehát már csak ezzel az egy cseppel dolgozunk.
A kiválasztott cseppet hagyjuk, hogy szabadon essen. Kis tömegéből kifolyólag gyorsan eléri a végsebességét, amikor más nem hat rá erő, vagyis a gravitációs erő kiegyenlítődik a közegellenállással, ami meghatározható a [[Stokes-törvény|Stokes-törvényből]]:
::<math>F_K = 6\pi r \eta v_1 \ </math>
:ahol ''v''<sub>1</sub>
::<math>F_G = \frac{4}{3} \pi r^3 g(\rho - \rho_\mathrm {levego}) \,</math>
Ezt a két erőt kiegyenlítve a csepp sugarára a következőt kapjuk:
::<math>r^2 = \frac{9 \eta v_1}{2 g (\rho - \rho _\mathrm {
Most bekapcsoljuk az elektromos teret, és olyan erősre állítjuk, hogy a csepp egy új ''v''<sub>2</sub> sebességgel emelkedjen. A rá ható erők: gravitáció, a Stokes-erő és az elektromos erő:
::<math>F_E = q E = q \frac{V}{d}</math>
ahol a ''V'' a feszültség, a ''d'' pedig a két lemez közötti távolság. A három erő kiegyenlíti egymást:
::<math>F_E = F_G + F_K \ </math>
ha behelyettesítjük az előző mérés ereményét, akkor megkapjuk a csepp töltését:
|