ESPERIMENTO DI MILLIKAN 1911

ESPERIMENTO DI ROBERT MILLIKAN PER LA DETERMINAZIONE DELLA CARICA ELEMENTARE

Delle goccioline di olio vengono nebulizzate e per strofinio si caricano con carica q. Le goccioline cariche vengono poi lasciate cadere tra due armature cariche dove è presente un campo elettrico E diretto verso il basso e subiscono una forza F diretta verso l'alto. A questo punto si varia l'intensità del campo E in modo che alcune goccioline rimangano sospese  : allora in questo caso la forza F è uguale e contraria al peso della gocciolina. 

e si ricava la carica della singola goccia:

Millikan ripete più volte l’esperimento e trova:
–le variazioni delle cariche ottenute sono multipli interi di una carica minima
–valore della carica minima 1,592·10^-19 C (incertezza relativa 1,8·10-3) 
Dato ufficiale più recente:
–1,60217733·10^-19C (incertezza relativa 0,30·10^-6)
NB: nell'esperimento reale le goccioline invece di fermarsi si muovono a velocità costante e per questo si deve considerare anche la forza viscosa. L'equazione diventa un più complessa:

 dove r è il raggio e v la velocità della gocciolina.

 esperimento di Millikan della PSSC

animazione dell'esperimento

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ESPERIMENTO DI THOMSON: SCOPERTA DEGLI ELETTRONI

1884 : Edison scopre l’effetto termoelettronico. Un filo metallico incandescente è capace di emettere dei particolari raggi detti "RAGGI CATODICI” perchè emessi dal catodo che è l'elettrodo negativo.

Dal 1880 al 1896: J.J. Thomson studia la natura dei raggi catodici e scopre che sono particelle cariche perché deviate da un campo elettrico. Usando il campo magnetico dimostra che sono cariche negative da come sono deviate.





Nel suo celebre esperimento del 1896 determina il rapporto carica massa di queste particelle che chiama ELETTRONI. Ricordiamo che il rapporto q/m carica-massa identifica in modo univoco la particella. Nel 1905 Millikan determina il valore della carica elementare e ritrova lo stesso rapporto carica massa trovato da Thomson. Quindi si dimostrò che gli elettroni sono i portatori della carica elementare .


ESPERIMENTO:



Thomson usa un tubo (di Crookes) a raggi catodici. Dal catodo viene emesso un fascio di raggi catodici per effetto termoelettronico. I raggi attraversano con una certa velocità il campo elettrico E generato dalle armature di un condensatore. Il raggio viene deviato e la deflessione verticale si può misurare sulla seconda estremità del tubo di Crookes.



Le particelle entrano con velocità v₀ in campo elettrico ortogonale E (condensatore piano).
Subiscono una deflessione d misurabile sullo schermo.




Si ricava il tempo che impiegano per uscire dal condensatore di lunghezza L tenuto conto che la componente del moto nella direzione orizzontale è uniforme: t=L/v₀ . Il tempo trovato si sostituisce nella legge oraria del moto uniformemente accelerato nella direzione verticale ottenendo:



Da questa si può ricavare il rapporto carica massa:



dove y è la deflessione che si può leggere nello schermo dello strumento, E è il campo elettrico applicato.

Manca solo il valore della velocità iniziale v₀ degli elettroni.
Per determinare v₀ si sovrappone al campo elettrico E un campo magnetico B generato da delle bobine percorse da corrente in modo che le linee di forza di B risultino perpendicolari a quelle del campo elettrico e alla direzione del fascio.
Le particelle subiscono così la forza di Lorentz diretta nella stessa direzione del campo E ma in verso opposto.
Si regola la corrente nelle bobine e quindi si regola il campo B fino a quando la deflessione ritorna a zero. La condizione di equilibrio è:

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VIDEO ESPERIMENTI

VIDEO REALIZZATI DAGLI ALUNNI DI 2Es e 2Fs DEL LICEO LEOPARDI MAJORANA DI PORDENONE
 
IMPLOSIONE DELLA LATTINA

Video ed esperimento realizzato da Lorenzo Pastrello della 2Es del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: Si prende una lattina e la si riempe con un po' di acqua. La si pone sopra la fiamma di un fornello per scaldarla . Quando si forma il vapore la si rovescia con l'apertura verso il basso immergendola in acqua fredda di una vaschetta. Il vapore interno condensa e lascia una depressione interna. La pressione atmosferica esterna prevale e schiaccia la lattina.

 
PEPE E SAPONE

Video ed esperimento realizzato da Poli Viviana della classe 2Es scientifico del liceo Leopardi Majorana di Pordenone: esperimento sulla tensione superficiale dell'acqua

PALLONCINI & PUNTINE

 Video realizzato da Poli Viviana della classe 2Es del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone : esperimento sul significato di pressione.

TRAVASO DI LIQUIDI CON DIVERSA DENSITA'

 Esperimento eseguito da Giovanni Maria Gaborin della classe 2F scientifico del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: travaso di liquidi con diversa densità grazie alla forza di Archimede.

 

COME COSTRUIRE UN MOTORE ELETTRICO

 video realizzato da Altamura Elisa della 2FS del liceo scientifico Leopardi Majorana: come costruire un motorino elettrico con materiale povero.

 COME COSTRUIRE UN HOVERCRAFT

 Video realizzato da Margherita Morellato della classe 2Fs del liceo scientifico Leopardi Majorana di Pordenone: Come costruire un hovercraft in casa con materiale povero per dimostrare il moto di un corpo in assenza di attrito.

ESPERIMENTO CON CANNUCCE

Esperimento eseguito con materiale povero da Marco Lovisa della 1Es del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: propagazione delle onde trasversali.

ESPERIMENTO CON LA LAMPADA AL PLASMA

Esperimento con la lampada al plasma eseguito da Eleonora Cester della 1Fs del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone

MOTO SENZA ATTRITO

Esperimento con materiale povero eseguito dall'alunno Luca Lombardo della 1Fs del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: sistema a cuscino d'aria privo di attrito.

Segue una seconda versione dello stesso esperimento realizzato da Lorenzo Sbuelz della 1F liceo scientifico del liceo Leopardi Majorana di Pordenone: 

DISCO SENZA ATTRITO

COME COSTRUIRE L'ELETTROMAGNETE 

Il video è realizzato da Alberto Biason della 1F scientifico del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: mostra la costruzione di un elettromagnete con un chiodo, una batteria e del filo di rame.

 SEMPLICI ESPERIMENTI SULLA PRESSIONE

 Video realizzato dall'alunna Alessandra Toffoli e Arianna Giaccari della 1E scientifico del Liceo "Leopardi Majorana" di Pordenone. Sono proposti esperimenti da realizzare in casa con materiale povero sulla pressione e i fluidi.

ACQUA CHE SALE

Segue il video realizzato da  Querin Alessandro della classe 1F scientifico del Liceo "Leopardi Majorana" di Pordenone. Argomento la pressione. 

VIDEO DEL 2015 2016

NUOVI ESPERIMENTI REALIZZATI DAGLI ALUNNI DELLA PRIMA SCIENTIFICO

Video realizzato dall'alunna Alessandra Toffoli e Arianna Giaccari della 1E scientifico del Liceo "Leopardi Majorana" di Pordenone. Sono proposti esperimenti da realizzare in casa con materiale povero sulla pressione e i fluidi.

Segue il video realizzato da  Querin Alessandro della classe 1F scientifico del Liceo "Leopardi Majorana" di Pordenone. Argomento la pressione. 
Procedimento:

Si inserisce verticalmente la candela nel recipiente e la si accende. Riempito il recipiente d’acqua (fino ad un livello inferiore rispetto alla candela), si copre la candela con la campana di vetro.

Il fenomeno è dovuto a diversi fattori:

-          Lo spegnimento della candela è dovuto al fatto che il fuoco consuma, nel processo di combustione, tutto l’ossigeno a disposizione all’interno della campana. L'ossigeno costituisce circa il 21% e infatti è circa la stessa percentuale di volume occupata dall'acqua nel recipiente.

-          Allo spegnimento della fiamma, segue una diminuzione della temperatura; quindi si riduce il volume del gas e l’acqua tende a salire in quanto occupa lo spazio lasciato libero dall’aria.

-          Nel contempo, si produce –dal processo di combustione- anidride carbonica la quale, tuttavia, non influisce in quanto tende a combinarsi in soluzione con l’acqua.