4 หน้าที่ของแต่ละอุปกรณ์ ในการทดลองหยดน้ำมันของมิลลิแกน
90 views | 17/06/2024
Copy link to clipboard
pornpun yoopakdee
Content Creator

การทดลองหยดน้ำมันของมิลลิแกน เป็นการทดลองโดยใช้ความรู้เรื่องสนามไฟฟ้า และเรื่องกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน มาพิสูจน์เพื่อหาค่าประจุของอิเล็กตรอน โดยการ พ่นละอองหยดน้ำมันแล้วปล่อยให้ละอองหยดน้ำมันร่วงตกลงมาในช่องของถัง ซึ่งถังนี้จะมีการติดตั้งสนามไฟฟ้า เครื่องยิงรังสีเอ็กซ์ และกล้องจุลทรรศน์ ดังภาพ


หน้าที่ของแต่ละอุปกรณ์ในการทดลอง มีดังนี้

1. เครื่องพ่นละออง ทำหน้าที่พ่นฝอยละอองน้ำมันให้เป็นฝอยเล็กๆ

2. รังสีเอ็กซ์ทำให้อากาศบริเวณรอบละอองน้ำมันเกิดการแตกตัว ทำให้ประจุจากอากาศไปเกาะที่หยดน้ำมัน หยดน้ำมันจึงเกิดสภาพเป็นประจุขึ้นทั้งบวกและลบ  

3. แหล่งจ่ายไฟปรับค่าได้ ทำการชาร์จประจุให้กับแผ่นประจุทั้งสองฝั่ง จึงทำให้เกิดสนามไฟฟ้าขึ้น โดยแผ่นด้านบนเป็นประจุบวก และแผ่นด้านล่างเป็นประจุลบ

4. กล้องจุลทรรศน์ ใช้สำหรับส่องดูพฤติกรรมการเคลื่อนที่และขนาดของหยดน้ำมัน


จากการสังเกตพฤติกรรมของหยดน้ำมันเมื่อมีสภาพเป็นประจุและอยู่ภายใต้สนามไฟฟ้าที่แผ่นด้านบนเป็นประจุบวก และแผ่นด้านล่างเป็นประจุลบ พบว่าหยดน้ำมันบางหยดลอยแบบหยุดนิ่ง เนื่องจากเกิดแรงดูดกันของประจุลบบนหยดน้ำมันและแผ่นประจุบวกด้านบน ซึ่งเราสามารถใช้สภาวะหยุดนิ่งของหยดน้ำมันนี้ คำนวณหาจำนวนประจุได้จากสมการตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 1 ของนิวตัน


โดยที่ FE  คือ แรงของประจุในสนามไฟฟ้า

m คือ มวลของหยดน้ำมัน

g คือ ค่าความเร่งโน้มถ่วง

V คือ ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ป้อนให้แผ่นประจุ

q คือ ประจุไฟฟ้าบนหยดน้ำมัน

d   คือ ระยะห่างระหว่างแผ่นประจุ


การคำนวณข้างต้นนี้ เป็นการคำนวณที่มักเจอในโจทย์ทั่วไปในวิชาเคมี ซึ่งเป็นการคำนวณอย่างง่าย แต่ในความเป็นจริงแล้ว การทดลองของมิลลิแกนยังมีขั้นตอนการทดลองเพิ่มเติม และการคำนวณที่ซับซ้อนกว่านี้ ซึ่งในระดับ ม.ปลาย นักเรียนจะไม่ได้เจอการทดลองและคำนวณซับซ้อนในแบบเรียนมาตรฐาน และยังไม่เคยพบว่ามีการนำขั้นตอนที่ซับซ้อนเหล่านั้นมาออกข้อสอบสำหรับการสอบเข้ามหาวิทยาลัย


บทความโดย

ครูนาส กนกวรรณ ภิญโญชีพ


เคมี A-LEVEL by ครูนาส คอร์สที่ช่วยพาน้อง ๆ ลุยศึก TCAS

สรุปเนื้อหากระชับ คัดแต่เนื้อหาเน้น ๆ ใช้สำหรับเตรียมสอบ ซื้อเลย

สมัครเลย >>Click