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Universität zu Köln
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Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Fachgruppe Physik

I. Physikalisches Institut

Versuch 1.3 – Bestimmung der Elementarladung nach Millikan

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Versuch 1.3: In einem elektrischen Feld schwebende öltröpfchen

Dem amerikanischen Physiker Robert Andrews Millikan gelang es 1910 durch Beobachtung feinster Öltröpfchen die Elementarladung e zu bestimmen. Die Idee, durch zerstäubte Flüssigkeiten im elektrischen Feld die Elementarladung zu bestimmen war nicht neu. Millikan schaffte es aber die Methode so zu verbessern, dass er dafür den 1923 den Nobelpreis für Physik erhielt. Die wichtigste Verbesserung war, dass er statt Wasser oder Alkohol nichtflüchtige Flüssigkeiten wie Öl oder Quecksilber einsetzte. Dieses fundamentale Experiment können Sie in diesem Versuch selbst durchführen.

Um die Elementarladung zu bestimmen misst man die Steig- und Fallgeschwindigkeit von geladenen Öltröpfchen im elektrischen Feld. Das heißt man sprüht Öltröpfchen in einen Plattenkondensator, dessen elektrisches Feld parallel zum Gravitationsfeld der Erde ist. Zum Einsatz kommt die sogenannte Gleichfeldmethode. Man wählt dabei die elektrische Feldstärke so, dass das Tröpfchen steigt, misst die Steiggeschwindigkeit, polt das Feld um und misst die Fallgeschwindigkeit. Daraus kann man den Radius und die Ladung des Tröpfchens getrennt voneinander bestimmen. Außerdem kann man den Ablauf Steigen und Fallen mehrfach beim gleichen Tröpfchen wiederholen und erhöht so die Messgenauigkeit.