Wie misst man die Masse des Elektrons?

Ich habe ein wenig recherchiert und es scheint, dass Millikan das Verhältnis zwischen der Ladung des Elektrons und seiner Masse messen konnte. Aber wie kann man eine der beiden Konstanten messen, um den Wert der anderen zu erhalten?

Nein, Millikan war tatsächlich in der Lage, die Ladung eines Elektrons zu messen. Die Konstante des Ladungs-zu-Masse-Verhältnisses wurde tatsächlich viel früher durch Experimente mit Kathodenstrahlröhren bestimmt.
Nun, sogar Wikipedia hat einen ausgezeichneten Artikel darüber. Ich schlage vor, dass Sie einen Blick darauf werfen.

Antworten (1)

Das Masse-Ladungs-Verhältnis M / e des Elektrons wurde erstmals 1897 von JJ Thomson , dem Entdecker des Elektrons, mit Kathodenstrahlen gemessen :

Es sollte nicht überraschen, dass man dieses Verhältnis sogar messen kann, ohne „einzelne Elektronen“ zu isolieren, weil die auf eine Ladung wirkende elektrische Kraft geschrieben werden kann als

F = M A = E e , A = E ⋅ e M
Es blieb also nur noch die Masse oder Ladung separat zu messen. Millikan und Fletcher führten 1909 das entsprechende Öltropfen-Experiment durch.

Die elektrische Kraft F = E e wirkt auf einen einzelnen Tropfen mit Ladung e , ein einzelnes zusätzliches (oder fehlendes) Elektron, kann berechnet werden, wenn es gleich der Widerstandskraft aus der Hydrodynamik gesetzt wird, 6 π e η v 1 . Die Viskosität η ist am schwierigsten zu wissen, aber ansonsten sind alle Größen so bekannt e darf berechnet werden.

Wenn man die Ladung und das Verhältnis kennt, kann man die Masse berechnen als M = e / ( e / M ) .

Die Viskosität kann durch ungeladene Öltropfen gemessen werden. Da der Viskositätsterm gegen die Schwerkraft wirkt, erreicht er eine maximale Geschwindigkeit. Daraus und dem Radius und der Dichte des Öltropfens lässt sich die Viskosität berechnen.
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