- পরীক্ষার ব্যাখ্যা
- তেল ভরছে ভর
- গুরুত্ব
- বিভিন্ন চার্জ সহ ড্রপ
- উদাহরণ
- এক ফোঁটা তেল লেভিটাইটিং
- সমাধান
- সমাধান খ
- সমাধান গ
- তথ্যসূত্র
Millikan পরীক্ষা, রবার্ট Millikan (1868-1953) দ্বারা সম্পাদিত একসঙ্গে ছাত্র হার্ভে ফ্লেচার (1884-1981) সঙ্গে 1906 সালে শুরু হয় এবং বৈদ্যুতিক চার্জ বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন লক্ষ্যে, ঝরিয়া হাজার হাজার আন্দোলন বিশ্লেষণ অভিন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাঝে তেল of
উপসংহারটি ছিল যে বৈদ্যুতিক চার্জের একটি স্বেচ্ছাচারিত মূল্য নেই তবে এটি 1.6 x 10 -19 C এর বহুগুণে এসেছে যা ইলেক্ট্রনের মৌলিক চার্জ। এছাড়াও, বৈদ্যুতিনের ভর পাওয়া গেল।
চিত্র 1. বাম দিকে মিলিকান এবং ফ্লেচার তাদের পরীক্ষায় ব্যবহৃত মেশিনটি ব্যবহার করে On ডানদিকে এটির একটি সরলীকৃত ডায়াগ্রাম। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স / এফ জাপাতা, পূর্বে, পদার্থবিজ্ঞানী জেজে থম্পসন পরীক্ষামূলকভাবে এই প্রাথমিক কণার চার্জ-ভর সম্পর্ককে খুঁজে পেয়েছিলেন, যাকে তিনি "কর্পাস্কেল" বলেছিলেন, তবে প্রতিটি মাত্রার মান আলাদাভাবে নয়।
এই চার্জ থেকে - ভর সম্পর্ক এবং ইলেকট্রনের চার্জ, এর ভরটির মান নির্ধারণ করা হয়েছিল: 9.11 x 10 -31 কেজি।
তাদের উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য, মিলিকান এবং ফ্লেচার একটি অ্যাটুমাইজার ব্যবহার করেছিলেন যা তেলের ফোঁটাগুলির সূক্ষ্ম কুয়াশা স্প্রে করে। স্প্রেয়ারে ঘর্ষণের কারণে কয়েকটি ফোঁটা বৈদ্যুতিকভাবে চার্জ করা হয়েছিল।
চার্জযুক্ত ড্রপগুলি ধীরে ধীরে সমান্তরাল প্লেন প্লেট ইলেক্ট্রোডগুলিতে স্থির হয়ে উঠছিল, যেখানে কয়েকটি উপরের প্লেটের একটি ছোট গর্ত দিয়ে গেছে, যেমন চিত্র 1 এর চিত্রায় প্রদর্শিত হয়েছে।
সমান্তরাল প্লেটের অভ্যন্তরে প্লেটগুলির লম্ব করে একটি সমান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করা সম্ভব, যার ভোল্টেজ সংশোধন করে এর দৈর্ঘ্য এবং মেরুতা নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল।
ফোঁটাগুলির আচরণ উজ্জ্বল আলো দিয়ে প্লেটের অভ্যন্তর আলোকিত করে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল।
পরীক্ষার ব্যাখ্যা
যদি ড্রপটির চার্জ থাকে, প্লেটগুলির মধ্যে তৈরি ক্ষেত্রটি এর উপর একটি বল প্রয়োগ করে যা মাধ্যাকর্ষণকে প্রতিহত করে।
এবং যদি এটি স্থগিত থাকতেও পরিচালিত করে, এর অর্থ ক্ষেত্রটি একটি wardর্ধ্বমুখী উল্লম্ব শক্তি প্রয়োগ করে, যা মহাকর্ষকে ঠিক ভারসাম্যপূর্ণ করে। এই শর্তটি কিউয়ের মান, ড্রপের চার্জের উপর নির্ভর করবে।
প্রকৃতপক্ষে, মিলিকান লক্ষ্য করেছিলেন যে মাঠ ঘুরিয়ে দেওয়ার পরে, কিছু ফোঁটা স্থগিত করা হয়েছিল, অন্যরা উত্থিত হতে শুরু করেছিল বা অবতরণ করতে থাকে।
বৈদ্যুতিন ক্ষেত্রের মান সামঞ্জস্য করে - একটি পরিবর্তনশীল প্রতিরোধের মাধ্যমে, উদাহরণস্বরূপ - প্লেটের মধ্যে স্থগিত থাকার জন্য একটি ড্রপ তৈরি করা যেতে পারে। যদিও অনুশীলনে এটি অর্জন করা সহজ নয়, যদি তা ঘটে থাকে তবে কেবল ক্ষেত্র এবং মহাকর্ষের দ্বারা ব্যবহৃত শক্তিটি ড্রপটিতে কাজ করে।
যদি ড্রপের ভরটি এম হয় এবং এর চার্জ কিউ হয় তবে জেনে যে এই বল প্রয়োগের ক্ষেত্র E এর সাথে প্রয়োগ করা ক্ষেত্রের সাথে সমানুপাতিক, নিউটনের দ্বিতীয় আইনতে উভয় বাহিনীকে ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে:
জি এর মান, মহাকর্ষের ত্বরণ জানা যায়, পাশাপাশি ক্ষেত্রের E এর প্রস্থতা E, যা প্লেটগুলির মধ্যে প্রতিষ্ঠিত ভোল্টেজ ভি এবং এই এলের মধ্যে বিচ্ছিন্নতার উপর নির্ভর করে, যেমন:
প্রশ্ন ছিল তেলের ক্ষুদ্র ড্রপের ভর খুঁজে বের করা। একবার এটি সম্পন্ন হয়ে গেলে, চার্জ Q নির্ধারণ করা পুরোপুরি সম্ভব। স্বাভাবিকভাবেই, মি এবং কিউ যথাক্রমে ভর এবং তেল ড্রপের চার্জ হয়, বৈদ্যুতিন নয়।
তবে… ড্রপটি চার্জ করা হয় কারণ এটি ইলেক্ট্রন হারাতে বা লাভ করে, তাই এর মানটি বলা কণার চার্জের সাথে সম্পর্কিত।
তেল ভরছে ভর
মিলিকান এবং ফ্লেচারের সমস্যাটি ছিল একটি ড্রপের ভর নির্ধারণ করা, ছোট আকারের কারণে এটি কোনও সহজ কাজ নয়।
তেলের ঘনত্ব সম্পর্কে জানতে, যদি আপনার ড্রপের পরিমাণ হয় তবে ভরটি সমাধান করা যায়। তবে ভলিউমটিও খুব ছোট ছিল, তাই প্রচলিত পদ্ধতিগুলির কোনও ব্যবহার ছিল না।
তবে গবেষকরা জানতেন যে এ জাতীয় ছোট জিনিসগুলি অবাধে পতিত হয় না, যেহেতু বাতাস বা পরিবেশের প্রতিরোধ ক্ষমতা হস্তক্ষেপ করে, তাদের গতি কমিয়ে দেয় slow যদিও ক্ষেত্রটি বন্ধ হয়ে কণাটি বন্ধ হয়ে গেলে তীব্রতর উল্লম্ব গতিবেগটি এবং নীচের দিকে অনুভব করে, এটি ধ্রুবক গতির সাথে শেষ হয়।
এই গতিটিকে "টার্মিনাল বেগ" বা "সীমা বেগ" বলা হয়, যা একটি গোলকের ক্ষেত্রে তার ব্যাসার্ধ এবং বায়ুর সান্দ্রতার উপর নির্ভর করে।
ক্ষেত্রের অনুপস্থিতিতে, মিলিকান এবং ফ্লেচার ফোঁটা পড়ার জন্য সময়টি নির্ধারণ করেছিল। অনুমান করে যে ড্রপগুলি গোলাকার ছিল এবং বায়ুটির সান্দ্রতার মান সহ, তারা টার্মিনাল গতিবেগ থেকে পরোক্ষভাবে ব্যাসার্ধ নির্ধারণ করতে সক্ষম হয়েছিল।
এই গতি স্টোকসের আইন প্রয়োগ করে পাওয়া যায় এবং এটির সমীকরণটি এখানে:
- v t হ'ল টার্মিনাল বেগ
- আর ড্রপের ব্যাসার্ধ (গোলক)
- air হ'ল বাতাসের সান্দ্রতা
- the হ্রাসের ঘনত্ব
গুরুত্ব
মিলিকানের পরীক্ষাটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি পদার্থবিজ্ঞানের বেশ কয়েকটি মূল দিক প্রকাশ করেছিল:
I) প্রাথমিক চার্জটি ইলেক্ট্রনের যা এর মান 1.6 x 10 -19 C, বিজ্ঞানের অন্যতম মৌলিক ধ্রুবক that
দ্বিতীয়) বৈদ্যুতিক চার্জ মৌলিক চার্জের বহুগুণে আসে।
তৃতীয়) ইলেকট্রনের চার্জ এবং জেজে থমসনের চার্জ-ভর সম্পর্কের কথা জানতে পেরে ইলেক্ট্রনের ভর নির্ধারণ করা সম্ভব হয়েছিল।
তৃতীয়) প্রাথমিক কণার মতো ছোট কণার স্তরে, মহাকর্ষীয় প্রভাবগুলি তড়িৎস্তরগুলির তুলনায় তুচ্ছ।
চিত্র 2. আলবার্ট আইনস্টাইন এবং অন্যান্য উল্লেখযোগ্য পদার্থবিদদের সাথে ডানদিকে অগ্রভাগে মিলিকান। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।
মিলিকান এই আবিষ্কারগুলির জন্য 1923 সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পেয়েছিলেন। তার পরীক্ষাটিও প্রাসঙ্গিক কারণ তিনি বৈদ্যুতিক চার্জের এই মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করেছিলেন, একটি সাধারণ উপকরণ থেকে শুরু করে আইন প্রয়োগ করেছেন যা সবার কাছে জানা।
যাইহোক, ফলাফলের পরিসংখ্যানগত ত্রুটি হ্রাস করতে এবং তাদের আরও "উপস্থাপনযোগ্য" করার জন্য মিলিকান তার পরীক্ষায় অনেক পর্যবেক্ষণ বাতিল করে দেওয়ার জন্য সমালোচিত হয়েছিল।
বিভিন্ন চার্জ সহ ড্রপ
মিলিকান তার পরীক্ষায় অনেকগুলি, অনেকগুলি ড্রপ পরিমাপ করেছিল এবং সেগুলির সবই তেল ছিল না। তিনি পারদ এবং গ্লিসারিন চেষ্টা করেছিলেন। যেমনটি বলা হয়েছে, পরীক্ষাটি 1906 সালে শুরু হয়েছিল এবং কয়েক বছর স্থায়ী হয়েছিল। তিন বছর পরে, 1909 সালে, প্রথম ফলাফল প্রকাশিত হয়েছিল।
এই সময়ে, তিনি প্লেটগুলির মাধ্যমে এক্স-রে আঘাত করে বিভিন্ন চার্জযুক্ত ড্রপগুলি পেয়েছিলেন, যাতে তাদের মধ্যে বায়ু আয়ন করতে পারেন। এইভাবে চার্জযুক্ত কণা প্রকাশিত হয় যা ড্রপগুলি গ্রহণ করতে পারে।
তদতিরিক্ত, তিনি কেবল স্থগিত ফোঁটাগুলিতে মনোনিবেশ করেননি। মিলিকান পর্যবেক্ষণ করেছেন যে যখন ড্রপগুলি আরোহণ করা হয়, তখন সরবরাহের বোঝা অনুযায়ী বৃদ্ধির হারও ভিন্ন হয়।
এবং যদি ড্রপটি নেমে আসে, এক্স-রেগুলির হস্তক্ষেপের জন্য এই অতিরিক্ত চার্জটি ধন্যবাদ যুক্ত করেছে, গতি পরিবর্তন করেনি, কারণ ড্রপের সাথে যুক্ত কোনও ইলেক্ট্রনই ড্রপের পরিমাণের তুলনায় মিনিস্কুল is
এটি যত পরিমাণ চার্জ যুক্ত করুক না কেন, মিলিকান দেখতে পেল যে সমস্ত ড্রপগুলি চার্জ অর্জন করেছিল যা একটি নির্দিষ্ট মানের পূর্ণসংখ্যার গুণক ছিল, যা ই, মৌলিক ইউনিট, যা আমরা বলেছি ইলেক্ট্রনের চার্জ।
মিলিকান প্রাথমিকভাবে এই মানটির জন্য 1,592 x 10 -19 C অর্জন করেছিল যা বর্তমানে গৃহীত মানের তুলনায় কিছুটা কম, যা 1,602 x 10 -19 সি হয় কারণ কারণটি সম্ভবত সমীকরণে বায়ুটির সান্দ্রিকাকে যে মূল্য দিয়েছিল ড্রপের টার্মিনাল বেগ নির্ধারণ করুন।
উদাহরণ
এক ফোঁটা তেল লেভিটাইটিং
আমরা নিম্নলিখিত উদাহরণটি দেখতে পাই। একটি তেল ফোঁটাটির ঘনত্ব ρ = 927 কেজি / মি 3 হয় এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বন্ধ করে ইলেক্ট্রোডগুলির মাঝখানে ছেড়ে দেওয়া হয়। বিন্দুটি দ্রুত টার্মিনাল গতিতে পৌঁছে যায়, যার মাধ্যমে ব্যাসার্ধ নির্ধারিত হয়, যার মান R = 4.37 x10 -7 মিটার রূপান্তরিত হয় ।
ইউনিফর্ম ক্ষেত্রটি চালু হয়, উল্লম্বভাবে উপরের দিকে পরিচালিত হয় এবং এর দৈর্ঘ্য 9.66 কেএন / সি হয় এইভাবে এটি অর্জন করা হয় যে ড্রপটি বিশ্রামে স্থগিত থাকে।
এটি জিজ্ঞাসা করে:
ক) বোঁটা চার্জের গণনা করুন
খ) ড্রপের চার্জে কতবার প্রাথমিক চার্জ রয়েছে তা সন্ধান করুন।
গ) সম্ভব হলে, বোঝার চিহ্নটি নির্ধারণ করুন।
চিত্র 3. একটি ধ্রুবক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাঝখানে একটি তেল ফোঁটা। সূত্র: পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক বিষয়সমূহ। রেক্স-Wolfson।
সমাধান
পূর্বে, নিম্নোক্ত অভিব্যক্তিটি বিশ্রামের জন্য ড্রপের জন্য উত্পন্ন হয়েছিল:
ড্রপের ঘনত্ব এবং ব্যাসার্ধ জেনে ড্রপের ভর নির্ধারণ করা হয়:
এভাবে:
সুতরাং, ড্রপের চার্জটি হ'ল:
সমাধান খ
মৌলিক লোডটি ই = 1.6 x 10 -19 সি হয় তা জেনে পূর্ববর্তী বিভাগে প্রাপ্ত লোডটিকে এই মান দিয়ে ভাগ করুন:
ফলাফলটি হ'ল ড্রপে চার্জ প্রায় দ্বিগুণ (n≈2) প্রাথমিক চার্জ। এটি হুবহু দ্বিগুণ নয়, তবে এই সামান্য তাত্পর্যটি পরীক্ষামূলক ত্রুটির অনিবার্য উপস্থিতি এবং সেই সাথে পূর্ববর্তী প্রতিটি গণনায় গোল করে to
সমাধান গ
চার্জের চিহ্নটি নির্ধারণ করা সম্ভব, বিবৃতি ক্ষেত্রের দিকনির্দেশ সম্পর্কে উল্লিখিত দিকের দিকের পাশাপাশি বাহিনীর দিকের দিকনির্দেশ সম্পর্কে তথ্য দেয় বলে ধন্যবাদ।
বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের লাইনগুলি সর্বদা ইতিবাচক চার্জ দিয়ে শুরু হয় এবং নেতিবাচক চার্জের সাথে শেষ হয়, অতএব নিম্ন প্লেটটি একটি + চিহ্ন এবং উপরের প্লেটটি - চিহ্ন সহ চার্জ করা হয় (চিত্র দেখুন 3)।
যেহেতু ড্রপটি উপরের প্লেটের দিকে পরিচালিত হয়, ক্ষেত্রটি দ্বারা চালিত, এবং যেহেতু বিপরীত চিহ্নের চার্জ একে অপরকে আকর্ষণ করে, তাই ড্রপটির অবশ্যই ইতিবাচক চার্জ থাকতে হবে।
আসলে ড্রপ স্থগিত রাখা সহজ অর্জন করা সহজ নয়। সুতরাং মিলিকান উল্লম্ব স্থানচ্যুতি (উত্থান-পতন) ব্যবহার করে যা ড্রপটি ক্ষেত্রটি চালু এবং চালু করে এবং এক্স-রে চার্জ এবং ভ্রমণের সময়গুলিতে পরিবর্তনগুলি অনুভব করতে ড্রপটি কত অতিরিক্ত চার্জ অর্জন করেছিল তা অনুমান করতে।
এই অর্জিত চার্জটি ইলেক্ট্রনের চার্জের সাথে সমানুপাতিক, যেমনটি আমরা ইতিমধ্যে দেখেছি, এবং উত্থান এবং পতনের সময়, ড্রপের ভর এবং জি এবং ই এর মানগুলির সাথে গণনা করা যেতে পারে acquired
তথ্যসূত্র
- খোলা মন. মিলিকান, পদার্থবিদ যিনি ইলেকট্রন দেখতে এসেছিলেন। উদ্ধার করা হয়েছে: বিবিভাওপেনমাইন্ড ডট কম
- রেক্স, এ। 2011. পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক বিষয়গুলি। পিয়ারসন।
- টিপ্পেনস, পি। 2011. পদার্থবিদ্যা: ধারণা এবং অ্যাপ্লিকেশন। 7 ম সংস্করণ। ম্যাকগ্রা হিল
- অমৃত। মিলিকানের তেল ড্রপ পরীক্ষা। থেকে প্রাপ্ত: vlab.amrita.edu
- ওয়েক ফরেস্ট কলেজ। মিলিকানের তেল ড্রপ এক্সপেরিমেন্ট। উদ্ধার করা থেকে: wfu.edu