Millikan’?n Ya? Damlas?
Deneyi

Elektronun
elektrik yükünü ölçmek için 1909 y?l?nda Robert Millikan taraf?ndan Ya? Damlas?
deneyi yap?ld?. Millikan elektronun yükünü, iki metal aras?ndaki küçük yüklü
ya? damlalar? üzerindeki kütle çekim ve elektrik yüklerini özenli bir ?ekilde
dengeleyip sonuca ula?t?. Ya? damlas? üzerindeki elektrik yükü elektrik alan?n
büyüklü?ü ile belirlenebilir. Milikan, deneyi çok defa tekrarlad???nda de?erleri
hep ayn? say?n?n katlar? olarak buldu. Tek elektronun üzerinde yo?unla?an yük
olarak kavramla?t?: 1.602 × 10?19 Coulomb (elektrik yükünün uluslar aras? birim sistemindeki
birimi Coulomb’ dur.)

We Will Write a Custom Essay Specifically
For You For Only $13.90/page!


order now

Tarihçe

Millikan
profesör olarak görev yapt??? Chicago Üniversitesi’nde ya? damlas? deneyini
yapt? ve bir elektron üzerindeki yükü ölçtü. Elde edilen sonuçlardan sonra
Felix Elhenhaf ile Millikan aras?nda fikir çat??malar? ya?and?.

Elektronun
elektrik yükü temel yük diye adland?r?l?r ve temel fiziksel sabitlerden biridir
ve bu de?erin tam olarak bilinirli?i önem ta??maktad?r. Millikan deneyde iki
elektrotun aras?ndaki kütleçekim kuvvetine kar?? as?l? duran yüklü ya?
damlac?klar? üzerine uygulanan kuvveti ölçtü. Millikan tekbir elektron
üzerindeki yükün 1.592 × 10?19 Coulomb de?erinin tam
katlar? olarak yorumlad?.

Robert
A. Millikan  (1891)

Millikan
ya? damlas? deneyini yapt??? dönemlerde atomalt? parçac?klar çok fazla
bilinmiyordu. 1897 y?l?nda J.J. Thompson katot ???nlar? ile yapt??? deneylerde
bir hidrojen atomunun kütlesinden yakla??k 1000 kat daha küçük negatif yüklü
“tanecikler” oldu?unu ke?fetmi?ti. Buna benzer sonuçlar farkl? fizikçiler
taraf?ndan da bulundu. I??k hakk?nda bilinenlerin ço?u yükün sürekli bir
de?i?ken oldu?u fikrine dayan?larak aç?klanabiliyordu.

Hem
temel yük biriminin oldukça hassas bir ?ekilde belirlenmesi hem de yükün
kuantumlu oldu?unu gerçe?ini ortaya koymas? ya? damlas? deneyinin önemini
ortaya koymaktad?r.  Millikan’ ?n deney düzene?i bu durumu çok net
aç?klar. Thomas Edison’ da  önceleri
yükün sürekli bir de?i?ken oldu?unu dü?ünüyordu, Millikan’ ?n ya? damlas?
deneyinden sonra fikrini de?i?tirmi?ti. Tarihçi Gerald Holton’ ?n 1978 y?l?nda
yap?lan ikinci deneyin sonuçlar?ndan baz?lar?n?n ç?kard??? dü?ünülmektedir.
Holton’ a göre  Millikan deneyinde elde
etti?i önemli bir k?s?m veriyi önemsememi?tir. Colorado Üniversitesi’nde
felsefe bilimcisi olan Allan Franklin, bu fikirleri çürütmeyi denedi. Franklin,
Millikan’ ?n hesaba dahil etmedi?i verilerin e ile gösterilen elektronun elektrik yükünün de?erini
de?i?tirmeyece?ini iddia etti. Millikan 
istatistiksel hatalar? küçültmek için baz? verileri ç?kartt???n? anlad?.
Böylece Milikan  e’ nin say?sal
de?erini  % 0.5′ den daha az bir hatayla hesaplam?? oluyordu. Daha büyük
bir hata yüzdesi fizik dünyas?nda tart??ma yarat?rd?.

Milikan
1923’de Nobel fizik ödülünü bu deneyle kazand?. Bu deney yap?lmas? masrafl? ve
zordur. Günümüzde baz? fizik ö?rencileri buna ra?men yapmaktad?rlar.

 
Millikan’?n olu?turdu?u düzene?in basit versiyonu üsttedir. ?ki yatay ve
birbirine paralel plaka aras?na büyük bir potansiyel fark uygulanm??t?r.
Böylece homojen bir elektrik alan olu?turulur. Ya? damlalar? plakalar aras?nda
sürüklenebilir. Voltaj de?erini de?i?tirerek damlalar yükseltilip, dü?ürülebilir.
Plakalar birbirine yal?tkan bir malzemeyle monte edilmi?tir ve dört adet delik
aç?lm??t?r. Bu deliklerin üçünde beyaz ???k kayna?? bulunur ve plakalar?n
aras?nda as?l? duran ya? damlalar? üzerine odaklanm??t?r. Di?er delikte ise
dü?ük güçlü bir mikroskop vard?r. Ya? damlac?klar? ????? yans?t?r ve
mikroskoptan bak?ld???nda karanl?kta parlak noktalar gibi durur. Mikroskopta
bir ya? damlas?n?n bölmeler aras?ndaki geçi? h?z?n? hesaplayan ölçek bulunur.

Deneyde
kullan?lan ya? genellikle vakum düzeneklerinde kullan?l?r. Bu tip ya?lar dü?ük
buhar bas?nc?na sahiptir. Normal ya?lar ???k kayna??ndan ald??? ?s?yla
kolayl?kla buharla??r, böylece ya? damlalar?n?n kütlesi deney boyunca
de?i?kenlik gösterir.

Millikan’?n orijinal ya? damlas? düzene?i.

Metot

Elektrik
alan olmad??? için ya? damlalar? plakalar aras?ndan dü?er. Bu ya? damlalar?
k?sa sürede odac?k içindeki hava molekülleri ile sürtünerek terminal bir h?za
ula??r. Bu ?ekilde elektrik alan olu?turulur ve de?eri yeterli oranda büyük ise
yüklü olan damlac?klardan baz?lar? yükselmeye ba?lar. Bunun nedeni FE elektrik kuvvetinin W  kuvvetinden daha büyük
olmas?d?r. Dü?mek üzere olan bir ya? damlas? seçilir ve bütün damlalar dü?ene
kadar alan?n ortas?nda tutulur. Deneyin kalan k?sm?na bu tek damla ile devam
edilir.
Damla dü?ürülür ve elektrik alan yokken terminal h?z? hesaplan?r. Damla
üzerindeki sürüklenme kuvveti Stokes kanunu ile gözlemlenebilir:

 

 

v1  dü?en
damlan?n terminal h?z?d?r (elektrik alan olmad???ndaki h?z?). 

? havan?n viskozitesi
ve r damlan?n yar?çap?d?r.
W a??rl???, ? yo?unluk, V hacim ve g yerçekim sabitinin çarp?m?d?r.
?htiyac?m?z olan ?ey görünen a??rl?kt?r. Havadaki görünen a??rl?k, gerçek
a??rl?ktan hava moleküllerinin a??rl???na e?it bir kald?rma kuvvetinin
ç?kar?lmas? ile bulunur. Küresel bir damlac?k için ideal a??rl?k a?a??daki
gibidir:

Terminal
h?zdaki bir ya? damlas? ivmelenmez. Böylece ona uygulanan toplam kuvvet s?f?r
olmal?d?r. Sonuç olarak W ve F birbirini yoketmelidir.
Dolay?s?yla F = W ve

olacakt?r. r hesaplan?rsa W ‘ de kolayca hesaplanabilir.

?imdi
de kuvvete geri dönelim.

burada q ya? damlas? üzerindeki kuvvet
ve E tabakalar aras?ndaki elektrik
aland?r. Paralel tabakalar için

burada V potansiyel fark? ve d plakalar aras?ndaki
mesafedir. V  potansiyel
fark? q elektrik yükünü elde
edebilmemiz için ya? damlalar? kararl? hale gelene kadar ayarlanmal?d?r. O
zaman FE ifadesi  W ‘ ya e?itlenebilir. Uygulamada
bunu yapmak çok zordur. V’ yi yava?
yava? de?i?tirerek ya? damlas?n?n yeni bir v2 terminal h?z?na ula?mas?n? sa?lamak en iyi yöntem olacakt?r.
Böylece:

 

 

 

 

 

 

 

Millikan’?n Hatalar?

-Deneyde
havan?n viskozite de?erinin yanl?? ele al?nmas?

-140 farkl? sonuçtan
olumlu 91 sonucu ele almas?

 

Millikan’?n
deneyi ve kült bilim

Richard
Feynman 1974 y?l?nda bir konu?mas?nda ba??nda ?unlar? söylemi?tir:

Sahip oldu?umuz tecrübeler aptal yerine koyulmam?zdan
kurtulmay? sa?lar. Örne?in Millikan ya? damlac?klar? deneyiyle bir
elektronun yükünü ölçtü ve bugün tam olarak do?ru olmad???n? bildi?imiz sonucu
verdi. Buldu?u de?erin farkl? ç?kmas?n?n sebebi havan?n viskozitesinin de?erini
yanl?? almas?d?r. Millikan’ dan sonra tarihte elektronun yükünün bulunmas? ile
ilgili yap?lan di?er deneylere bakacak olursak çok ilginç ?eylerle
kar??la??r?z. Ölçülen de?erlerin zamana ba?l? bir grafi?ini çizecek olursak,
elde edilen de?erlerin Millikan’ ?n buldu?u de?erlerden büyük de?erler oldu?unu
ve sonunda belli bir noktada bu de?erin ayn? kald???n? görürüz.
Peki, yeni say? neden hemen
ke?fedilememi?ti?  Bilim adamlar? bundan utanç duymaktad?rlar. Çünkü
herkes ayn? ?eyi yapm??t. Onlar Millikan’ ?nkinden çok büyük yeni bir say?
bulduklar?nda hata yapt?klar?n? dü?ünüyorlard?. Onlar bunu ara?t?rmal? ve
nerede hata yapm?? olabileceklerini bulmal?yd?lar. Çünkü onlar Millikan’ ?n
buldu?u de?eri bulduklar?nda sonuçtan ?üphe duymuyorlard?. Ve böylece Millikan’
dan farkl? bulduklar? say?lar? ç?kard?lar. Bugün bu hilelerden çok ?ey ö?rendik
ve art?k bu tip kazalara rastlanm?yor.

2006 y?l?na kadar elemanter yükün de?erinin 1.60217653(14)x10?19 Coulomb, oldu?u gerçe?i kabul edilmi?tir. Burada 14 son
iki basamaktaki belirsizli?i gösterir. Millikan, Nobel konu?mas?nda temel
elektrik yükünün de?erini statcoulomb cinsinden:

 4.774(5) x 10?10 

Coulomb
cinsinden:

1.5924(17)x10?19 olarak ölçtü?ünü söylemi?tir. Aralar?nda yüzde birden daha az
bir fark bulunmaktad?r, bu fark Millikan’ ?n 
hatas?ndan be? kat daha fazlad?r. Bu fark?n önemi çok büyüktür.

 

Etik Analizi

 

  
Etik, davran?? biçimlerini do?ru veya yanl?? oldu?unu anlayabilmek için
ahlak olgusunu kullan?r. Etik birkaç bölüme ayr?l?r. Bunlar;

•                    
Faydac?l?k

•                    
Erdem/Do?ru
Eti?i

•                    
Görev
Eti?i 

 

Faydac?l?k:  Do?ru olman?n ve fayda sa?laman?n teorisidir
faydac?l?k. Kendine ve etraf?ndakilere fayda sa?layarak yarar?na do?ru i?ler
veya do?ru davran??lar sergilemek ç?karlara fayda sa?lamakt?r faydac?l?k.

 

Erdem
/ Do?ru Eti?i: ?? ve davran??lar?n?n insan ahlak?na uygun toplmunun belli
ba?l? kabullendi?i toplumsal ahlak kurallar?na uygun ?ekilde davran??
teorisidir.

 

Görev
Eti?i: Yap?lmas? gereken sorumlulukard?r. Yerine getirilmesi
gereken davran??lard?r.

 

Millikan Case ve Etik Analizi

   Faydac?l?k: Her deney
kendinden önce yap?lan çal??malardan etkilenir. Bu yüzden Millikan, ya? damlas?
deneyini yapmadan önce Thomson, Stoney, Plücker gibi bilim insanlar?n?n
çal??malar?ndan faydalanm??t?r. Bu faydac?l?k elektrik yüklerinin her zaman bir
sabit say?n?n kat? oldu?unu tespit etmi? ve bunu bilim dünyas?n?n kullan?m?na
sunmu?tur.

  
Erdem/Do?ru Eti?i: Millikan
kendinden önce yap?lan çal??malar? baz ald???n? kabul etmi? ve bilgi a??rma
olarak kullanmam??t?r. Özellikle Thomson taraf?ndan yap?lan çal??malar ile
deneyinde sonuca h?zl?ca ula?m??t?r.

 

   Görev Eti?i: Deney
yap?m?ndaki temel kurallardan biri elde edilen tüm verileri deney sonucuna
dahil etmektir. Bu kurallar çerçevesinde deneyi yapan ki?inin sonuçlar?
ay?rmaks?z?n ele almas? gerekir. Deney sonuçlar?ndan kendi görü?ünü destekler
nitelikte olanlar? baz almak görev eti?i d???nda bir davran??t?r.

 

 

Line Drawing

1.     
Deney
sonuçlar?ndan baz?lar?n? gizleyerek daha öznel bir sonuca ula?may?
amaçlam??t?r.

2.     
Elektron birim yükünü ve kat say?lara ba?l?
art???n? kan?tlayarak bu konudaki çal??malar ileri bir seviyeye geldi.

3.     
Deney sonucunda ç?kan bilgiler bilimsellikten
öte dogmatik kal?plara dönü?mü?tür.

4.     
Milllikan, kendinden sonra yap?lacak olan
deneyler için a??lmas? zor bir set olmu?tur.

5.     
Elektrin alan kuvveti, havan?n kald?rma kuvveti
ve sürtünme kuvveti formüllerini bilime kazand?rd?.

6.     
Do?al ortam 
ko?ullar?na ba?l? de?erleri hatal? olarak ölçüp deneye dahil etmi?tir.

 

 

NP: Deney sonuçlar?ndan
baz?lar?n? gizlemesi eti?e ayk?r? bir davran??t?r. O dönemde belki çok fazla
tart??ma yaratmam?? olsa da günümüzde bilim etik ve ahlak?na ayk?r? bir
davran??t?r.

 

PP: Bulmay? amaçlad??? bir
elektron yüküyle kalmay?p farkl? bilim formüllerini de ortaya ç?karan çok
kapsaml? bir çal??maya imza atm??t?r.

 

         Millikan Case An oil drop experiment was conducted by Robert Millikan in 1909 to measure the electrical charge of electrons. The burden of Millikan electrons has reached a point where the gravity and electric charges on two drops of metal and sAmall oil droplets are balanced. The electric charge with oil droplets can be determined by the size of the electric field. Milikan, when we repeat the experiment very strictly, everything we presented is the same. The concept of a single electron load is: 1.602 × 10-19 Coulomb (the unit of the unit of the Coulomb to travel unit load).  HistoryAt the University of Chicago, where he served as a Millikan professor, he made an oil drop experiment and measured the load on an electron. After the results obtained, there were conflicts between Felix Elhenhaf and Millikan.The electric charge of electrons is called the fundamental charge and is one of the basic physical constants, and it is important that this value is fully known. In the Millikan experiment, measure the force exerted on the charged droplets of oil suspended against the force of gravity between the two electrodes. Millikan interpreted the burden on a single electron as a multiple of 1,592 × 10-19 Coulomb.

Robert A. Millikan (1891) At the time of the Millikan oil drop experiment, the subatomic particles were not known much. In 1897, J.J. Thompson discovered that in experiments with cathode rays, there are negatively charged “particles” that are about 1000 times smaller than the mass of a hydrogen atom. Similar results were found by different physicists. Most of what was known about light could be explained based on the idea that burden is a constant variable. Both the importance of the fat dropping experiment to reveal the fact that the basic load unit is determined very precisely and that the load is quantitative. The Millikan’s experimental setup clearly explains this situation. Thomas thought Edison was a constant variable in his predecessor burden, and Millikan changed his mind after the oil drop experiment. It is thought that some of the results of the second experiment, made in 1978 by historian Gerald Holton. According to Holton, Millikan ignored an important part of his experiment. Allan Franklin, a philosophical scientist at the University of Colorado, said he would disprove these ideas. Franklin claimed that Millikan would not change the value of the electric charge of electrons, which is represented by the data that he did not include. Millikan understood that he had removed some data to minimize statistical errors. Thus, Milikan calculated the numerical value of e with 0.5% less error. A larger percentage of errors created controversy in the physics world.Milikan won the Nobel Prize for physics in 1923. This experiment is costly and difficult. Today, some physics students are still doing it.The simple version of the manikin made by Millikan is at top. A large potential difference has been applied between the two horizontal and parallel plates. This creates a homogenous electric field. Oil droplets can be dragged between plates. Drips can be raised and lowered by changing the voltage value. The plates are mounted with an insulating material and four holes are drilled. Three of these holes have a white light source and focus on the oil drops hanging between the plates. The other hole has a low-power microscope. The oil droplets reflect the light and look like bright spots in the dark when viewed from the microscope. At the microscope, there is a scale that calculates the speed at which a fat droplet passes between the chambers.The oil used in the experiment is generally used in vacuum assemblies. Such oils have low vapor pressure. Normal oils evaporate easily with the heat from the light source, so the mass of oil droplets varies throughout the experiment. 

Millikan’s original oil dip assembly.Method

For
electric field drops of oil drops against plates. These oil droplets rub once
with the terminal to reach a velocity between the air molecules. This creates
an electric field and if the value is large enough, some of the charged
droplets start to rise. The reason for this is that the electric power FE is
greater than the force W. An oil drop is chosen to think and all the drops are
held in the middle of the field until the fall. This is continued with a single
drop.

Calculate
the terminal speed. Drop drag force can be observed by Stokes law:

 

 

v1 is the terminal speed of
the falling drops (the speed at which there is no electric field).

?
is the viscosity of the air and r is the radius of the droplet.

W
is the weight, ? is the density, V is the volume and g is the product of the
gravitational constant. What we need is the apparent weight. The apparent
weight in the air is found by subtracting a lifting force equal to the weight
of the air molecules from the actual weight. The ideal weight for a spherical
droplet is as follows:

 

An
oil drop at the terminal speed will not accelerate. Thus the total force
applied to it must be zero. As a result, W and F must destroy each other. Therefore,
F = W and

   

It
will be. If r is computed, it can easily be computed in W.

Now
let’s go back to the fort.

 

 

where
q is the force on the oil dip and electric field between E layers. For parallel
layers

 

 

where
V is the potential difference and d is the distance between the plates. Since
the potential difference V is not able to obtain an electric charge q, the oil
droplets must be adjusted until stabilized. The FE expression can then be equal
to W. It is very difficult to do this in practice. It will be best to change V
slowly to ensure that the oil drop reaches a new v2 terminal speed. So:

 

 

 

 

 

 

Millikan
Errors

-The
viscosity of air in the experiment be considered a value of false

91

-140
positive result to get different results

 

Millikan’s experiment and cult science

 

Richard
Feynman spoke at the beginning of his speech in 1974:

Experiences
that we have allow us to get rid of our fools. For example, the Millik oil
droplets measure the load of an electron with the experiment and it is the
result that we know it is not exactly right today. The difference in value is
due to the fact that the viscosity of the air gets its value wrong. After
Millikan, we are faced with many interesting things to look at in other
experiments on the history of the burden of electrons. If the measured values
??are to draw a time-dependent graph, we can see that the values ??obtained are
greater than the values ??found by Millikan, and eventually the value remains
the same at a certain point.

Well,
why was not the new number discovered right away? Scientists are ashamed of it.
Because everyone did the same thing. They were thinking that they made a
mistake when they found a very big number from Millikan. They should
investigate and find out where they might have made mistakes. Because they did
not doubt it when they found the value that Millikan ‘s found. And so the
numbers they found different from the Millikan. Today we learned a lot from
these tricks and now there are no such accidents.

 

It
is accepted that until 2006, the value of employee welfare is 1.60217653 (14)
x10-19 Coulomb. Here 14 shows the last two digits of uncertainty. In the
Millikan, Nobel talk, the value of the basic electric charge is from the
statcoulomb:

 4.774
(5) x 10 & lt; -10 & gt;

From
Coulomb:

1.5924
(17) x10-19. There is less than one percent difference between them, which is
five times more than Millikan’s fault. This difference is huge.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ethics Analysis

  Ethics
uses ethics to understand how behavior is right or wrong. Ethics are divided
into several divisions. These are ;

 •
Utilitarianism

• Virtue / Right Ethics

• Task Force

 

 

 

 

Utilitarianism

The theory of being direct and
benefiting is utilitarianism. Taking care of themselves and their surroundings
is beneficial in displaying benefits or right behaviors.

 

Virtue
/ Right Ethics

 

The theory of behavior in accordance with the social ethic rules, in which work and behavior are accepted by the society in accordance with human morality.

 

Task
Force

It is the responsibility to do. These are behaviors that must be fulfilled. Millikan Pact and Ethics Analysis 

Utilitarianism

Each experiment is influenced by the works done before it. Therefore Millikan benefited from the work of scientists like Thomson, Stoney, and Plücker before he did the oil drop experiment. This utilitarian has found that electrical charges are always a fixed multiple, and have made it available to the world of science. 

Virtue
/ Right Ethics

Millikan acknowledged that he had taken the work done before himself and did not use it as information plagiarism. Especially with the work done by Thomson, the result was fast. 

Task Force

One of the basic rules in the construction of the experiment is to include all the obtained data in the test result. The results of experiments without distinction needs to address within the framework of these rules. Taking the bases of the qualities that support their opinion from the results of the experiment, This behave is  outside of  the task force.      

 

 

Line
Drawing

1.     
Aiming  to reach a more subjective result by hiding
some of the experimental results.

 

2.     
The work in this area has
advanced to the next level by proving the increase of electron unit load and
co-ordinate dependence.

3.     
The result of the
experiment is turned into dogmatic molds rather than science.

4.     
Millikan has been a
difficult set to overcome for the experiments that will be done after himself.

5.     
Electric field strength,
air lifting force and friction force formula has gained the knowledge.

6.     
The natural environment subject to the conditions included in
the experiment and measure the values incorrectly.

                       

NP:
Hiding  some of the test results is
against the ethics. At that time, maybe it did not create much controversy,
However, science is contrary to ethics and morals today.

 

 

PP:
It is a huge work that not only finds an electron burden to find , also reveals
different scientific formulas.

 

 

 

Kaynakça/References

 

 

 

http://bilgioloji.com/pages/fen/kimya/atom/elektronlarin-kutlesi-ve-yuku-nasil-hesaplanmistir-millikanin-yag-damlasi-deneyi-nedir/

https://www.supermeydan.net/forum440/thread83270.html

Britannica Concise Encyclopedia

Millikan’ HYPERLINK
“http://www.onlinefizik.com/millikanin-yag-damlasi-deneyi/”?
HYPERLINK
“http://www.onlinefizik.com/millikanin-yag-damlasi-deneyi/”n Ya
HYPERLINK “http://www.onlinefizik.com/millikanin-yag-damlasi-deneyi/”?
Damlas? Deneyi

Post Author: admin

x

Hi!
I'm Eileen!

Would you like to get a custom essay? How about receiving a customized one?

Check it out