Millikan Aufgabe(n)

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi, habe im Moment erstmal eine Aufgabe bei der ich nicht ganz sicher bin.

Aufgabe:

Ein Öltröpfchen der Masse m schwebt bei U in einem Plattenkondensator.

Fragen:

1) Welche Ladung und wie viele Elementarladungen trägt es?

2) Mit welcher Geschwindigkeit sinkt es in Luft ohne elektrisches Feld?

3) Wie viele Überschusselektronen sitzen je cm² auf der negativ geladenen Platte?

Angaben:

So, die erste Frage konnte ich echt gut lösen, doch ab der zweiten komm ich einfach nicht weiter.

Könntet ihr mir da weiterhelfen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Tipps:

Was für eine Kraft könnte der Gewichtskraft entgegenwirken, wenn das Öltröpfchen ohne elektrisches Feld sich mit konstanter Geschwindigkeit nach unten bewegt?

Welche Formel müsstest du aufspüren, und welche Größen müsstest du kennen, um diese Kraft betrachten zu können? Kennst du zum Beispiel die Dichte des Öls, um damit den Durchmesser der Ölttröpfchen ausrechnen zu können? Und weißt du, wie groß die Luftdichte im Experimentierbehälter zwischen den Kondensatorplatten ist? Kannst du solche Größen dann in der Formel für diese noch aufzuspürende Kraft verwenden, um diese Kraft mit der gesuchten Geschwindigkeit in Bezug zu setzen?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

ich würde die Kraft des Luftwiderstandes mit der Gewichtskraft gleichsetzen und nach v hin auflösen.

So, jetzt liegt ja das Problem darin, dass ich für die Viskosität keine Angabe habe.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Da hast du ja schon vieles wesentliche zusammengetragen smile

Für den Luftwiderstand hast du hier die Formel für die Stokes'sche Reibung genommen, die passt hier in der Tat gut.

Schreibe griechische Buchstaben gerne direkt als solche in Latex, also mit den Befehlen \pi , \eta , \rho , ... dann werden sie hier auch leserlich dargestellt.

Wenn dir nun nur noch ein Nachschlagewert für die Viskosität von Luft fehlt, magst du mal versuchen, ob du es schaffst, da etwas passendes nachzuschlagen oder zu googlen? Ich denke, nach dem, was du nun schon alles geschafft hast, dürfte dieses Nachschlagen eine vergleichsweise kleine Aufgabe sein, oder?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Erstmal danke für deine Hilfe, aber ich finde dazu auf die schnelle jetzt keinen Wert. Habe schon bei Wikipedia unter Viskosität nachgelesen und im Taschenbuch für Physik von Horst Kuchling nachgeschlagen.

Kannst du mir da weiterhelfen, ich weiß ja auch nicht, um was für Öl es sich handelt. Es könnte ja z.B. Olivenöl, Motoröl, Schmieröl etc. sein.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hast du es schon mal mit ein bisschen googeln probiert?

Typische Werte für die Dichte von Öl, das man zum Beispiel gerne beim Millikan-Versuch verwendet, oder Werte für die Viskosität von Luft aus einer Millkina-Versuch-Auswertung findet man da sicher ziemlich schnell, ohne besonders raffiniert oder besonders ausdauernd googlen zu müssen.

Zum Beispiel sowas

http://home.wtal.de/i-jandt/Physik/Millikan/Millikan.html

könnte schon mal ein bisschen hilfreich sein.

Übrignes noch ein Detail: Hast du für die Dichte von Öl, die du am Ende verwenden möchtest, schon die Auftriebskraft in Luft mit reingerechnet?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

nee, aber das brauch ich doch für die 2 auch noch nicht, oder?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hast du schon gegoogelt und/oder in den Link reingeschaut? Da wird das mit der Auftriebskraft verwendet, auch für die 2)

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Wir hatten die Aufgabe bis jetzt auch noch nicht in der Schule besprochen, werde mich am Wochende nochmal dran probieren, kann ja nichts so schwer sein.

Viel lieber wäre es mir, wenn wir im Lk mit dem Metzler arbeiten würden, anstelle des Dorn-Baader. Zu Hause privat benutze ich den Metzler zum Vertiefen des Themas.

Mfg Planck1858

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Schwacher Erinnerung nach läßt man ein Tröpfchen einmal steigen, dann sinken (durch Umschaltung der Spannung?), wohl eine der Unbekannten rechnerisch auszuschalten (Radius?).