Annons

Klassiska experiment: Oljiga elektroner

Elektronen upptäcktes 1897 och togs genast in i teoretiska modeller över atomens uppbyggnad. Men en viktig komponent saknades: Hur stor var elektronens elektriska laddning?

Annons

Publicerad:

2019-04-11

1909 fick Robert A. Millikan (1868–1953) idén att mäta elektronens laddning genom att låta små vätskedroppar ta upp elektroner ur elektriskt laddad luft.

Hans doktorand Harvey Fletcher kom på att det gick att göra mycket små droppar genom att spreja olja ur en parfymflaska. Oljedropparna sprutades in en sluten kammare, där forskarna kunde manipulera det elektriska fältet och samtidigt titta på en enskild droppe genom ett speciellt mikroskop.

Robert Millikan mätte droppens storlek, hur snabbt den föll genom luften och hur dess hastighet påverkades av det elektriska fältet. Genom att ändra fältet kunde samma droppe fås att stiga och falla många gånger, så att han kunde få flera mätningar.

Droppar med många elektroner påverkades mer

En droppe med många elektroner påverkades mer av det elektriska fältet än en droppe med färre elektroner. Varje droppe visade sig ha en total laddning som motsvarade ett heltal multiplicerat med ett specifikt och mycket litet värde på en elektrisk laddning. Detta tolkade Robert Millikan som antalet elektroner som fångats på droppen, multiplicerat med laddningen hos en enda elektron.

Det uppmätta värdet på elektronens laddning kunde stoppas in i en teoretisk formel, som Niels Bohr hade ställt upp för att räkna ut elektronens möjliga energinivåer i väteatomen. Resultatet stämde bra med mätningar på väteatomer – och bekräftade på så vis Niels Bohrs atommodell.

Forskning & Framsteg berättar om fackgranskade forskningsresultat och om pågående forskning. Våra texter ska vara balanserade och trovärdiga, och sätta forskningsresultaten i sitt sammanhang för att göra dem begripliga. Forskning & Framsteg har rapporterat om vetenskap sedan 1966.