Aufgabe Millikanversuch < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 13:17 So 14.12.2008 | | Autor: | Pia90 |
| Aufgabe 1 | | Ein Öltröpfchen der Masse [mm] m=2,4*10^{-12} [/mm] g schwebt bei der Spannung U=250V in einem Kondensator mit dem Plattenabstand d=0,5cm. Die obere Platte sei negativ. Bestimme die Ladung des Tröpfchens und das Vorzeichen der Ladung. Wie viele Überschusselektronen sitzen je [mm] cm^{3} [/mm] auf der negativ geladenen Platte? |
| Aufgabe 2 | | Beim MILLIKAN-Versuch wird ein Öltröpfchen, zwischen den 2 cm entfernten horizontal liegenden PLatten eines Kondensators zum Schweben gebracht. Der Tröpfchenradius beträgt 3 Mikrometer. 1 Liter Öl hat die Masse 800g. Das Öltröpfchen hat einen Elektronenüberschuss von 20 Elementarladungen. Berechne die Spannung, die am Plattenkondensator angelegt werden muss. |
Hallo zusammen!
Bei der 1. Aufgabe habe ich den Ansatz, dass [mm] F_{G} [/mm] = [mm] F_{el} [/mm] ist und habe dadurch für die Ladung des Tröpfchens [mm] Q=4,71*10^{-19} [/mm] C raus, das sind in etwa 3 Elemtarladungen. Nun habe ich aber keine Ahnung, wie ich die Überschusselektronen ausrechnen kann.... Ich weiß eigentlich gar nicht genau, weshalb es Überschusselektronen gibt etc. Kann mir vielleicht jemand weiterhelfen.
Bei der 2. Aufgabe ergibt sich wieder das Problem wegen den Überschusselektronen. Ansonsten habe ich dort wieder den Ansatz [mm] F_{G} [/mm] = [mm] F_{el} [/mm] und somit wäre ja m*g = [mm] \bruch{U}{d} [/mm] * Q , irgendwie komme ich aber nicht weiter....
Hoffe jemand kann mir helfen. Danke schonmal im Voraus.
Lg Pia
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Hallo!
Streiche einfach mal das Wort "Überschuß".
Im ersten Fall ist gemeint, wieviele Elektronen auf der einen Platte sitzen bzw dann auch auf der anderen fehlen (und zwar pro Fläche). Dazu mußt du dir überlegen, welche Ladung du auf dem Kondensator hast, und wievielen Elektronen das entspricht.
Im zweiten Fall ist genau das gemeint, was du im ersten Fall schon berechnet hast: Welche Ladung sitzt auf dem Tröpfchen?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:38 So 14.12.2008 | | Autor: | Pia90 |
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> Im ersten Fall ist gemeint, wieviele Elektronen auf der
> einen Platte sitzen bzw dann auch auf der anderen fehlen
> (und zwar pro Fläche). Dazu mußt du dir überlegen, welche
> Ladung du auf dem Kondensator hast, und wievielen
> Elektronen das entspricht.
Die Ladung auf dem Kondensator hab ich ja im Grunde schon ausgerechnet, das ist ja [mm] Q=4,71*10^{-19} [/mm] C... und wäre dann die Anzahl der Elekronen Q= 3e???
Aber wie kann ich das jetzt pro Fläche rausfinden? Ich hab doch gar keine genauen Maße der Kondensatorplatten, oder?
>
> Im zweiten Fall ist genau das gemeint, was du im ersten
> Fall schon berechnet hast: Welche Ladung sitzt auf dem
> Tröpfchen?
Muss ich da jetzt davon ausgehen, dass Q=20 e ist, und das einsetzen und nach U auflösen?
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Hallo!
Da verwechselst du was. Es gibt einmal die Ladung des Tröpfchens, das sind diese 3e in der ersten Aufgabe.
Und dann hast du noch die Ladung auf dem Kondensator, die alleine daher kommt, daß du Spannung anlegst.
Von dem Kondensator kennst du aber den Plattenabstand und die anliegende Spannung
Wenn du die Kapazität dieses Kondensators berechnen kannst, kannst du auch berechnen, welche Ladung da bei einer gegebenen Spannung drauf sitzt.
Dazu fehlt dir leider die Angabe über die Fläche A des Kondensators. ABER zum Glück wird ja nicht nach der Ladung, sondern nach der Ladung pro Fläche gefragt.
Versuchs mal, du brauchst die Fläche nicht wirklich!
Bei der zweiten Aufgabe sitzen die 20e natürlich auch auf dem Öltropfen. Hieraus mußt du die nötige elektrische Feldstärke, und daraus dann die Spannung E=U/d berechnen.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:00 So 14.12.2008 | | Autor: | Pia90 |
> Hallo!
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> Da verwechselst du was. Es gibt einmal die Ladung des
> Tröpfchens, das sind diese 3e in der ersten Aufgabe.
> Und dann hast du noch die Ladung auf dem Kondensator, die
> alleine daher kommt, daß du Spannung anlegst.
>
> Von dem Kondensator kennst du aber den Plattenabstand und
> die anliegende Spannung
>
> Wenn du die Kapazität dieses Kondensators berechnen kannst,
> kannst du auch berechnen, welche Ladung da bei einer
> gegebenen Spannung drauf sitzt.
>
> Dazu fehlt dir leider die Angabe über die Fläche A des
> Kondensators. ABER zum Glück wird ja nicht nach der Ladung,
> sondern nach der Ladung pro Fläche gefragt.
Ok, also C = [mm] \bruch{Q}{U} [/mm] und C= [mm] \varepsilon_{r} [/mm] * [mm] \varepsilon_{0}* \bruch{A}{d} [/mm] wenn ich das jetzt gleich setze und nach Q auflöse, erhalte ich ja die Ladung. Und wenn ich diesen Wert jetzt von der Ladung des Tröpchens abziehe, erhalte ich dann die Überschusselektronen?
Sorry, dass ich so schwer von Begriff bin, aber ich bin leider icht gerade eine Physikleuchte 
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Hi!
Nein, das ist schon gut so. Du mußt nur noch das d und das U einsetzen, dann bist du fertig, denn dann kannst du aus der Gleichung Q/A ausrechnen.
Die Ladung auf dem Tropfen hat damit rein gar nichts zu tun, die legt zusammen mit der Masse ausschließlich fest, welche nach oben wirkende Kraft du benötigst, und damit, welche Spannung an den Kondensator angelegt wird.
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