Vraag 12Experiment van Millikan
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Schrijf formule (1) om zodat η alleen aan één kant van het is-gelijk-teken staat.
- Zet de eenheden van F_w, r en v in de omgeschreven formule, en let op wat je al weet over de eenheid van kracht.
- Vervang de eenheid van kracht door de grondeenheden kg, m en s, en werk de breuk uit tot één eenheid voor η.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf de eenheid van kracht in grondeenheden, want dat is wat het examen hier van je vraagt.
- Laat elke stap van de afleiding zien, want een eindantwoord zonder tussenstappen levert geen punten op.
- Vergeet niet het getal van de viscositeit te negeren, want alleen de eenheid is hier gevraagd.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
In 1909 voerden Robert Millikan en Harvey Fletcher een experiment uit waarmee ze de lading van het elektron bepaalden. In figuur 1 staat een opstelling voor dit experiment afgebeeld. In figuur 2 is de opstelling schematisch weergegeven. In het bovenste gedeelte wordt olie verneveld tot kleine druppeltjes. De druppeltjes krijgen met behulp van ioniserende straling een lading. Door een kleine opening in de bovenste van twee platen kunnen enkele druppels omlaag vallen in het onderste gedeelte. Tussen deze platen kan een homogeen elektrisch veld gecreëerd worden door een spanningsbron aan te sluiten op de platen. Wanneer daar geen spanning over staat, vallen de druppels naar beneden. Als er wel een spanning staat kunnen de druppels ook omhoog bewegen. Tijdens het experiment lieten Millikan en Fletcher een druppel een aantal keren op en neer bewegen. figuur 1 figuur 2 Om de lading van één zo’n druppel te bepalen moet eerst de straal van die druppel bepaald worden. Deze kan bepaald worden door de valsnelheid van de druppel te meten op het moment dat er geen spanning over de platen staat. Tijdens het vallen werken er dan twee krachten op de druppel, de zwaartekracht F en de wrijvingskracht F . z w Voor de wrijvingskracht geldt: F = 6π η rv (1) w Hierin is: − η de viscositeit van de lucht, ook wel stroperigheid genoemd − r de straal van de druppel − v de snelheid van de druppel − 5 De grootte van de viscositeit is 1,828 · 10 , uitgedrukt in SI-eenheden.
Leid met behulp van formule (1) de eenheid van de viscositeit η af in (grond)eenheden van het SI, zoals ze staan in Binas-tabel 3A en ScienceData-tabel 1.3a.