• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Hur man hittar antal överflödiga elektroner

    1909 bestämde Robert Millikan att elektronen har en laddning av 1,60x10 ^ -19 Coulombs. Han bestämde detta genom att balansera gravitationsdraget på oljedroppar mot det elektriska fält som behövdes för att hålla dropparna fallande. En enda droppe skulle ha flera överskottselektroner, så den gemensamma avdelaren av laddningen på flera droppar gav laddningen av en enda elektron. Derivat av detta experiment, en gemensam fråga om introduktionsfysikstudenter idag är hur många överskottselektroner som ligger på en laddad sfär om dess totala laddning hittas genom experiment för att vara "x" Coulombs, förutsatt att du redan vet en enda elektronens laddning?

    Antag att du har bestämt laddningen av en oljedropp för att säga, 2,4 x 10 ^ -18 Coulombs. Notera att caret '^' avser exponentiering. Till exempel är 10 ^ -2 lika med 0,01.

    Antag också att du på förhand vet att laddningen av en elektron är 1.60x10 ^ -19 Coulombs.

    Dela den totala överladdningen av känd laddning av en enda elektron.

    Fortsatt med exemplet ovan är 2,4 x 10 ^ -18 dividerat med 1,60 x 10 ^ -19 detsamma som 2,4 /1,60 gånger 10 ^ -18 /10 ^ -19 . Observera att 10 ^ -18 /10 ^ -19 är densamma som 10 ^ -18 * 10 ^ 19, vilket är lika med 10, 2,4 /1,6 = 1,5. Svaret är sålunda 1,5 x 10 eller 15 elektroner.

    Tips

    Ett svårare problem är att lösa för antalet elektroner utan att veta en laddning av en elektron på förhand. Till exempel kan du upptäcka att de fem dropparna har laddningar på 2,4 x 10 ^ -18, 3,36 x 10 ^ -18, 1,44 x 10 ^ -18, 2,08 x 10 ^ -18 och 8,0 x 10 ^ -19. Att hitta laddningen av en enda elektron blir då en fråga om att lösa för den gemensamma divisorn på 240, 336, 144, 208 och 80. Problemet här är att siffrorna är så stora. Ett knep för att förenkla problemet vidare är att hitta skillnaderna mellan närliggande nummer. 240 - 208 = 32. 2 x 80 - 144 = 16. Så dyker numret 16 ut. Att dela in 16 i de ursprungliga 5 datapunkterna visar att det här är faktiskt det rätta svaret. (När siffrorna har ett signifikant felområde, blir problemet mycket svårt.)

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com