Mit Hilfe von Elektronenstrahlen in einem B-Feld lässt sich die Ladung eines Kilogramms Elektronen bestimmen, jedoch nicht die Ladung eines einzelnen Elektrons - die Elementarladung.
Die Bestimmung dieser mit einer der Varianten des Millikan-Versuches habe ich mir für meine Facharbeit im jahre 2009 vorgenommen.
Hierzu ging ich wie folgt vor, zunächst erläuterte ich das eingangs geschilderte Problem, beleuchtete sodann die Grundlagen, den Aufbau sowie die verschiedenen Varianten des Versuches, um dann die benötigten Formeln herzuleiten und auf meine Messwerte anzuwenden.
Letztendlich stellte sich heraus, dass mein experimentell ermittelter Wert der Elementarladung um lediglich 2,7% vom Literaturwert abwich.
Inhaltsverzeichnis
- I. Einleitung
- 1. Die Biographie von Robert Andrews Millikan
- 2. Der Millikan-Versuch
- 2.1 Problemstellung (Bestimmung)
- 2.2 Die Grundlagen und der Aufbau des Millikan-Versuches
- 2.3 Die verschiedenen Varianten des Millikan-Versuches
- 2.4 Die Theorie zur Bestimmung der Tröpfchenladung
- 2.5 Anwendung der Formeln auf die Versuchsergebnisse und Bestimmung der Elementarladung
- 3. Fazit und Reflexion
- 4. Anhang
- 4.1 Quellenverzeichnis
- 4.2 Arbeitstagebuch
- 4.3 Schaltskizze und Bilder
- 4.4 Excel Formeln
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Facharbeit verfolgt das Ziel, die Elementarladung mithilfe des Millikan-Versuchs zu bestimmen und zu zeigen, dass jede Ladung ein Vielfaches der Elementarladung ist. Die Arbeit beinhaltet sowohl die praktische Durchführung des Experiments als auch die theoretische Erläuterung der zugrundeliegenden Prinzipien.
- Biographie von Robert Andrews Millikan
- Grundlagen und Durchführung des Millikan-Versuchs
- Theorie zur Bestimmung der Tröpfchenladung
- Auswertung der Messergebnisse
- Bedeutung der Elementarladung in der Physik
Zusammenfassung der Kapitel
I. Einleitung: Die Einleitung beschreibt die Entstehung des Themas und die Motivation des Autors, sich mit dem Millikan-Versuch auseinanderzusetzen. Es wird die Zielsetzung der Arbeit formuliert: die Bestimmung der Elementarladung und der Nachweis, dass jede Ladung ein Vielfaches davon ist. Der Autor erläutert seinen geplanten Vorgehensweise, die die Biographie Millikans, die Grundlagen des Versuchs, verschiedene Varianten, die Theorie, die Auswertung der Messungen und abschließend ein Fazit umfasst. Die anfängliche Skepsis gegenüber dem experimentellen Ansatz wird thematisiert und mit dem Wunsch, praktische Fähigkeiten zu erweitern, begründet.
1. Die Biographie von Robert Andrews Millikan: Dieses Kapitel liefert einen detaillierten Überblick über das Leben und Wirken von Robert Andrews Millikan, beginnend mit seiner Kindheit und seiner Ausbildung bis hin zu seinen wissenschaftlichen Leistungen und Auszeichnungen. Besondere Beachtung findet seine Arbeit zur Bestimmung der Elementarladung, aber auch seine Beiträge zur Untersuchung der photoelektrischen Effekte und der Brownschen Bewegung. Der Text betont Millikans Fähigkeiten als Lehrer und seine Bemühungen um die Popularisierung der Physik, sowie seine Ansichten zur Vereinbarkeit von Wissenschaft und Religion. Die kontroversen Auseinandersetzungen mit Kollegen, wie beispielsweise Viktor Franz Hess, werden ebenfalls beleuchtet, um ein umfassendes Bild des Wissenschaftlers zu vermitteln.
2. Der Millikan-Versuch: Dieses Kapitel konzentriert sich auf den Millikan-Versuch selbst. Es wird die Problemstellung detailliert erläutert, die Grundlagen und der Aufbau des Versuchs beschrieben, sowie verschiedene Varianten des Experiments dargestellt. Der Fokus liegt auf der theoretischen Erklärung der Methode zur Bestimmung der Tröpfchenladung und der Herleitung der dazugehörigen Formeln. Das Kapitel bereitet den Leser auf die Auswertung der im Experiment gewonnenen Daten vor, welche in einem späteren Kapitel erfolgen wird. Es werden die physikalischen Prinzipien hinter dem Experiment verständlich erklärt und die Bedeutung für das Verständnis der Elementarladung herausgestellt. Die Problemstellung beschreibt die Bestimmung der Ladung eines Kilogramms Elektronen mithilfe von Elektronenstrahlen in einem Magnetfeld.
Schlüsselwörter
Elementarladung, Millikan-Versuch, Robert Andrews Millikan, Physik, Elektrizität, Ladungsträger, Experiment, Messung, Auswertung.
Häufig gestellte Fragen zur Facharbeit: Der Millikan-Versuch
Was ist der Gegenstand dieser Facharbeit?
Die Facharbeit befasst sich mit dem Millikan-Versuch, einem Experiment zur Bestimmung der Elementarladung. Sie beinhaltet die biografischen Aspekte von Robert Andrews Millikan, die theoretischen Grundlagen des Versuchs, dessen praktische Durchführung und Auswertung der Messergebnisse.
Welche Ziele verfolgt die Facharbeit?
Die Arbeit zielt darauf ab, die Elementarladung mithilfe des Millikan-Versuchs zu bestimmen und zu zeigen, dass jede Ladung ein Vielfaches der Elementarladung ist. Sie soll sowohl die praktische Durchführung des Experiments als auch die theoretische Erläuterung der zugrundeliegenden Prinzipien vermitteln.
Welche Themen werden in der Facharbeit behandelt?
Die Arbeit behandelt folgende Themen: die Biographie von Robert Andrews Millikan, die Grundlagen und Durchführung des Millikan-Versuchs (inklusive verschiedener Varianten), die Theorie zur Bestimmung der Tröpfchenladung, die Auswertung der Messergebnisse und die Bedeutung der Elementarladung in der Physik.
Wie ist die Facharbeit strukturiert?
Die Facharbeit ist in Kapitel unterteilt, beginnend mit einer Einleitung, die das Thema einführt und die Zielsetzung beschreibt. Es folgt ein Kapitel über Millikans Biographie, gefolgt vom Hauptteil über den Millikan-Versuch (Problemstellung, Aufbau, verschiedene Varianten, Theorie und Auswertung). Ein Fazit und ein Anhang (mit Quellenverzeichnis, Arbeitstagebuch, Schaltskizze, Bildern und Excel-Formeln) schließen die Arbeit ab.
Welche Aspekte von Robert Andrews Millikan werden behandelt?
Die Arbeit beinhaltet einen detaillierten Überblick über Millikans Leben und Werk, seine wissenschaftlichen Leistungen (insbesondere die Bestimmung der Elementarladung, aber auch seine Arbeiten zum photoelektrischen Effekt und zur Brownschen Bewegung), seine Rolle als Lehrer, seine Ansichten zur Wissenschaft und Religion und seine Auseinandersetzungen mit Kollegen.
Wie wird der Millikan-Versuch in der Facharbeit dargestellt?
Das Kapitel zum Millikan-Versuch beschreibt detailliert die Problemstellung, die Grundlagen und den Aufbau des Versuchs, inklusive verschiedener Varianten. Es erklärt die theoretische Methode zur Bestimmung der Tröpfchenladung, die Herleitung der Formeln und bereitet auf die Auswertung der Messergebnisse vor. Die physikalischen Prinzipien hinter dem Experiment werden verständlich erläutert.
Wie werden die Messergebnisse ausgewertet?
Die Facharbeit beschreibt die Methode zur Auswertung der im Experiment gewonnenen Daten, um die Elementarladung zu bestimmen und den Nachweis zu führen, dass jede Ladung ein Vielfaches davon ist. Details zur Auswertung (z.B. verwendete Formeln) sind im Anhang zu finden.
Was beinhaltet der Anhang der Facharbeit?
Der Anhang enthält ein Quellenverzeichnis, ein Arbeitstagebuch, eine Schaltskizze und Bilder zum Millikan-Versuch sowie die verwendeten Excel-Formeln zur Datenanalyse.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Facharbeit?
Schlüsselwörter sind: Elementarladung, Millikan-Versuch, Robert Andrews Millikan, Physik, Elektrizität, Ladungsträger, Experiment, Messung, Auswertung.
- Quote paper
- Florian Heitkamp (Author), 2009, Die Bestimmung der Elementarladung durch den Millikan-Versuch, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/169658
