Wie haben Wissenschaftler es geschafft, die Ladung von Elektronen so genau zu messen?

Nach den neuesten CODATA-Berichten ist die Ladung des Elektrons sehr genau bekannt ≈ 1.6021765314 × 10 − 19 . Meine Frage ist: Wie wird diese Ladung mit so hoher Genauigkeit bestimmt? Welche Experimente werden zu diesem Zweck durchgeführt? Beim Googeln habe ich nur einige Informationen über das klassische Öltropfen-Experiment gefunden, aber ich bin nicht überzeugt, dass es so genaue Ergebnisse liefern kann.

wie Millikan es getan hat. Suchen Sie auf dieser Seite Lehraufträge der Fakultät nach Lienneman, PHY 192
Interessante Anmerkung: Gefunden in Briefen eines Millikans-Studenten (Student namens Fletcher), die nach dem Tod geöffnet wurden, sagte er (Fletcher), er habe die Idee gehabt und zuerst Öl verwendet. Fletcher nahm an, dass er in die Zeitung aufgenommen werden würde, wie er es in früheren Arbeiten war, wurde aber von Millikan ausgelassen.
Eine positive Abstimmung für die Frage. Ich würde mich über eine nette, prägnante Erklärung freuen, wie die Ladung des Elektrons auf etwa 10 signifikante Stellen oder mehr gemessen wurde. Alle gängigen Labormessgeräte, die ich besitze (z. B. Voltmeter, Lock-in-Ampere, Ohmmeter, digitale Waage usw.), liefern nur eine Auflösung von etwa 4 oder 5 signifikanten Stellen. Wie misst man also so etwas wie die Ladung eines Elektrons auf 10 oder mehr signifikante Stellen?

Antworten (1)

Das ist zu lang für einen Kommentar. Aus Wikipedia

In den jüngsten CODATA-Anpassungen ist die Elementarladung keine eigenständig definierte Größe. Stattdessen wird aus der Relation ein Wert abgeleitet

e 2 = 2 H a μ 0 C = 2 H a ϵ 0 C

Wo H ist die Planck-Konstante, a ist die Feinstrukturkonstante, μ 0 ist die magnetische Konstante, ε 0 ist die elektrische Konstante und C ist die Lichtgeschwindigkeit. Die Unsicherheit im Wert von e wird derzeit vollständig durch die Unsicherheit in der Planck-Konstante bestimmt.

Die genauesten Werte der Planck-Konstante stammen aus Wattwaagenexperimenten, die derzeit zur Messung des Produkts verwendet werden K J 2 R K . Die genauesten Werte der Feinstrukturkonstante ergeben sich aus Vergleichen des gemessenen und berechneten Wertes des gyromagnetischen Verhältnisses des Elektrons.

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