სურათი 1 გვიჩვენებს ინსტალაციის დიაგრამას, რომელიც გამოიყენა ექსპერიმენტში A.F. Ioffe-ის მიერ. დახურულ ჭურჭელში, საიდანაც ჰაერი ევაკუირებული იყო მაღალ ვაკუუმში, იყო ორი ლითონის ფირფიტა პმოთავსებულია ჰორიზონტალურად. კამერიდან მაგრამხვრელის გავლით ოთუთიის პატარა დამუხტული მტვრის მარცვლები თეფშებს შორის სივრცეში მოხვდა. ეს მტვრის ნაწილაკები მიკროსკოპის ქვეშ დაფიქსირდა.
დავუშვათ, რომ მტვრის მარცვალი უარყოფითად არის დამუხტული. გრავიტაციის გავლენის ქვეშ ის იწყებს დაცემას. მაგრამ მისი დაცემა შეიძლება გადაიდოს, თუ ქვედა ფირფიტა დამუხტულია უარყოფითი მუხტით, ხოლო ზედა - დადებითი მუხტით. ფირფიტებს შორის ელექტროსტატიკურ ველში ძალა \(~\vec F_(el)\) იმოქმედებს მტვრის მარცვალზე, რომელიც მარცვლის მუხტის პროპორციულია. Თუ მგ = ფ el , მაშინ მტვრის ნაწილაკი თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში იქნება წონასწორობაში. შემდეგ მტვრის მარცვლის უარყოფითი მუხტი შემცირდა ულტრაიისფერი შუქის ზემოქმედებით. მტვრის მარცვლმა ცვენა დაიწყო, რადგან მასზე მოქმედი ძალა \(~\vec F_(el)\) შემცირდა. ფირფიტებზე დამატებითი მუხტის მიცემით და ამით ფირფიტებს შორის ელექტრული ველის გაძლიერებით, მტვრის მარცვალი კვლავ შეჩერდა. ეს რამდენჯერმე გაკეთდა.
ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მტვრის მარცვლის მუხტი ყოველთვის იცვლებოდა ეტაპობრივად, ელექტრონის მუხტის ჯერადად. ამ გამოცდილებიდან A.F. Ioffe-მა გააკეთა შემდეგი დასკვნა: მტვრის ნაწილაკების მუხტი ყოველთვის გამოიხატება ელემენტარული მუხტის მთელი რიცხვის ჯერადებად. ე. არ არსებობს ელექტრული მუხტის უფრო მცირე „ნაწილები“, რომლებსაც შეუძლიათ ერთი სხეულიდან მეორეზე გადატანა. მაგრამ მტვრის მარცვლის მუხტი მატერიის ნაწილაკთან ერთად ტოვებს. შესაბამისად, ბუნებაში არის მატერიის ისეთი ნაწილაკი, რომელსაც აქვს ყველაზე პატარა მუხტი, მაშინ უკვე განუყოფელი. ამ ნაწილაკს ე.წ ელექტრონი.
ელექტრონის მუხტის მნიშვნელობა პირველად ამერიკელმა ფიზიკოსმა რ. მილიკენმა დაადგინა. თავის ექსპერიმენტებში მან გამოიყენა ზეთის პატარა წვეთები, აკვირდებოდა მათ მოძრაობას ელექტროსტატიკურ ველში (ნახ. 2). ამ ექსპერიმენტებში გაზომეს ნავთობის წვეთების მოძრაობის სიჩქარე ერთგვაროვან ელექტროსტატიკურ ველში ორ ლითონის ფირფიტას შორის. ზეთის წვეთი, რომელსაც არ აქვს ელექტრული მუხტი ჰაერის წინააღმდეგობისა და წევის გამო, ეცემა გარკვეული მუდმივი სიჩქარით, ვინაიდან \(~m \vec g + \vec F_A + \vec F_c = 0\).
თუ გზაში წვეთი ხვდება იონს და იძენს ელექტრულ მუხტს ქ, შემდეგ მიზიდულობის ძალის გარდა \(~m \vec g\), \(~\vec F_c\) და \(~\vec F_A\), ძალა \(~\vec F_(el )\ ). შემდეგ, სტაბილური მოძრაობით \(~m \vec g + \vec F_A + \vec F_c + \vec F_(el) = 0\). ვარდნის სიჩქარის გაზომვით მილიკანმა შეძლო მისი მუხტის დადგენა.
ლიტერატურა
აქსენოვიჩ L.A. ფიზიკა საშუალო სკოლაში: თეორია. Დავალებები. ტესტები: პროკ. შემწეობა დაწესებულებებისათვის, რომლებიც უზრუნველყოფენ გენერალ. გარემო, განათლება / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; რედ. კ.ს.ფარინო. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 210-211.
მილიკანის გამოცდილება- გაზომვის გამოცდილება ელემენტარული ელექტრული მუხტი(დატენვა ელექტრონი) განახორციელა რობერტ მილიკენიდა ჰარვი ფლეტჩერი(ინგლისური) რუსული 1909 წელს .
ექსპერიმენტის იდეაა ბალანსის პოვნა შორის გრავიტაცია, სტოქსის ძალადა ელექტრული მოგერიება. ელექტრული ველის სიმძლავრის კონტროლით, მილიკენი და ფლეტჩერი ინახავდნენ ნავთობის მცირე წვეთებს მექანიკური ბალანსი. ექსპერიმენტის რამდენიმე წვეთით გამეორებით, მეცნიერებმა დაადასტურეს, რომ წვეთი მთლიანი მუხტი შედგება რამდენიმე ელემენტარული მუხტისაგან. ელექტრონის მუხტის მნიშვნელობა 1911 წლის ექსპერიმენტში ტოლი აღმოჩნდა კლ, რომელიც განსხვავდება Cl-ში არსებული მნიშვნელობიდან 1%-ით.
წინაპირობები
1913 წელს პროფესორი ჩიკაგოს უნივერსიტეტირ მილიკენი თანაავტორობა ჰ. ფლეტჩერმა გამოაქვეყნა მათი გამოცდილების პროექტი.
ამ ექსპერიმენტში გაზომეს ელექტრული ველის სიძლიერე, რომელსაც შეუძლია ზეთის დამუხტული წვეთი ორ ელექტროდს შორის შეინახოს. ვარდნის მუხტი გაზომილი იყო ამ ველის მნიშვნელობიდან. თავად წვეთები ელექტრიფიცირებული იყო შესხურებისას. გამოცდილების დროს აშკარა არ იყო არსებობა სუბატომური ნაწილაკებიდა ფიზიკური ფენომენების უმეტესობა [ რა? ] შეიძლება აიხსნას დაშვებით, რომ მუხტი მუდმივად ცვალებადი რაოდენობაა.
Ე. წ ელემენტარული მუხტი e არის ერთ-ერთი ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივებიდა მისი ზუსტი მნიშვნელობის ცოდნა ძალიან მნიშვნელოვანია. 1923 წელს მილიკანმა მიიღო ნობელის პრემია on ფიზიკანაწილობრივ ამ ექსპერიმენტისთვის.
გამოცდილების აღწერა
ორ ენერგიულ ფირფიტას შორის (კონდენსატორში) სივრცეში მილიკანმა ჩაუშვა ზეთის პატარა დამუხტული წვეთები, რომლებიც შეიძლება სტაციონარული იყოს გარკვეულ ელექტრულ ველში. წონასწორობა მოვიდა იმ პირობით, სადაც
მიზიდულობის ძალები და არქიმედეს ძალები;
, სადაც თავის მხრივ
ზეთის წვეთების სიმკვრივე;
მისი რადიუსი იმ ვარაუდით, რომ წვეთი სფერულია;
ჰაერის სიმკვრივე
ამ ფორმულებიდან ვიცით და, შეგვიძლია ვიპოვოთ. ვარდნის რადიუსის დასადგენად, გაზომეს ვარდნის ერთგვაროვანი დაცემის სიჩქარე ველის არარსებობის შემთხვევაში, რადგან ერთგვაროვანი მოძრაობა დგინდება, როდესაც სიმძიმის ძალა დაბალანსებულია ჰაერის წინააღმდეგობის ძალით, სადაც არის სიბლანტე. საჰაერო.
იმ დროს ძნელი იყო წვეთოვანის უმოძრაობის დაფიქსირება, ამიტომ, ველის ნაცვლად, რომელიც აკმაყოფილებს პირობას, გამოიყენეს ველი, რომლის გავლენითაც წვეთმა დაბალი სიჩქარით დაიწყო ზევით სვლა. ცხადია, თუ ასვლის მაჩვენებელი თანაბარია, მაშინ
ექსპერიმენტის მსვლელობისას მიიღეს მნიშვნელოვანი ფაქტი: მილიკანის მიერ მიღებული ყველა მნიშვნელობა აღმოჩნდა იგივე მნიშვნელობის ჯერადი. ამრიგად, ექსპერიმენტულად აჩვენეს, რომ მუხტი არის დისკრეტული რაოდენობა.
XX საუკუნის დასაწყისისთვის. ელექტრონების არსებობა დადგინდა არაერთი დამოუკიდებელი ექსპერიმენტის შედეგად. მაგრამ, მიუხედავად სხვადასხვა სამეცნიერო სკოლების მიერ დაგროვილი უზარმაზარი ექსპერიმენტული მასალისა, ელექტრონი დარჩა, მკაცრად რომ ვთქვათ, ჰიპოთეტურ ნაწილაკად. მიზეზი ის არის, რომ არ ყოფილა არც ერთი ექსპერიმენტი, რომელშიც ერთი ელექტრონები მიიღებდნენ მონაწილეობას.
ჯერ ელექტრონები გამოჩნდა, როგორც მოსახერხებელი ჰიპოთეზა ელექტროლიზის კანონების ასახსნელად, შემდეგ ისინი აღმოაჩინეს გაზის გამონადენში, რამაც დაადასტურა მათი არსებობა ყველა სხეულში. თუმცა, გაურკვეველია, აქვს თუ არა საქმე ფიზიკას ერთსა და იმავე ელექტრონთან, იგივე ყველა ნივთიერებისა და სხეულისთვის, ან არის თუ არა ელექტრონის თვისებები სხვადასხვა "ელექტრონების ძმების" საშუალო მახასიათებლებში.
ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, 1910-1911 წლებში ამერიკელმა მეცნიერმა რობერტ ენდრიუს მილიკენმა და საბჭოთა ფიზიკოსმა აბრამ ფედოროვიჩ იოფემ დამოუკიდებლად ჩაატარეს ზუსტი ექსპერიმენტები, რომლებშიც შესაძლებელი იყო ცალკეული ელექტრონების დაკვირვება.
მათ ექსპერიმენტებში, დახურულ ჭურჭელში 1, საიდანაც ჰაერი ევაკუირებული იყო ტუმბოს მიერ მაღალ ვაკუუმში, იყო ორი ჰორიზონტალურად განლაგებული ლითონის ფირფიტა 2. მათ შორის დატვირთული ლითონის მტვრის ნაწილაკების ღრუბელი ან ნავთობის წვეთები მოთავსებული იყო მილის მეშვეობით. 3. მათ აკვირდებოდნენ მიკროსკოპით 4 სპეციალური შკალით, რამაც შესაძლებელი გახადა დაკვირვება მათი დამკვიდრება (ჩავარდნა).
დავუშვათ, რომ მტვრის ნაწილაკები ან წვეთები თეფშებს შორის მოთავსებამდე უარყოფითად იყო დამუხტული. აქედან გამომდინარე, მათი დაბინძურება (ჩავარდნა) შეიძლება შეჩერდეს, თუ ქვედა ფირფიტა დამუხტულია უარყოფითად, ხოლო ზედა - დადებითად. ასეც მოიქცნენ, მიაღწიეს მტვრის ნაწილაკების (წვეთების) წონასწორობას, რომელიც დაფიქსირდა მიკროსკოპით. 
შემდეგ მტვრის ნაწილაკების (წვეთების) მუხტი შემცირდა მათი ულტრაიისფერი ან რენტგენის გამოსხივების ზემოქმედებით. მტვრის ნაწილაკებმა (წვეთებმა) დაიწყეს დაცემა, რადგან დამხმარე ელექტრული ძალა შემცირდა. ლითონის ფირფიტებზე დამატებითი მუხტის მიცემით და ამით ელექტრული ველის გაძლიერებით, მტვრის ნაწილაკი კვლავ შეჩერდა. ეს გაკეთდა რამდენჯერმე, ყოველ ჯერზე მტვრის ნაწილაკების მუხტის გამოსათვლელად სპეციალური ფორმულის გამოყენებით.
მილიკანისა და იოფის ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ წვეთების და მტვრის ნაწილაკების მუხტი ყოველთვის ეტაპობრივად იცვლება. ელექტრული მუხტის მინიმალური „ნაწილი“ არის ელემენტარული ელექტრული მუხტი, რომელიც უდრის e = 1,6 10-19 C. თუმცა, მტვრის მარცვლის მუხტი თავისთავად კი არ ტოვებს, არამედ მატერიის ნაწილაკთან ერთად. შესაბამისად, ბუნებაში არის მატერიის ისეთი ნაწილაკი, რომელსაც აქვს ყველაზე პატარა მუხტი, შემდეგ უკვე განუყოფელი – ელექტრონის მუხტი. იოფ-მილიკენის ექსპერიმენტების წყალობით, ელექტრონის არსებობა ჰიპოთეზიდან მეცნიერულად დადასტურებულ ფაქტად გადაიქცა.
დღეისათვის არსებობს ინფორმაცია ელემენტარული ნაწილაკების (კვარკების) არსებობის შესახებ წილადი ელექტრული მუხტით ტოლია 1/Ze და 2/Ze. თუმცა, ნებისმიერი სხეულის ელექტრული მუხტი ყოველთვის არის ელემენტარული ელექტრული მუხტის მთელი რიცხვი; ელექტრული მუხტის სხვა "ნაწილები", რომლებსაც შეუძლიათ ერთი სხეულიდან მეორეზე გადასვლა, ბუნებაში ექსპერიმენტულად ჯერ არ არის აღმოჩენილი.
ფიზიკაში ერთ-ერთი ფუნდამენტური მუდმივი ელემენტარული ელექტრული მუხტია. ეს არის სკალარული სიდიდე, რომელიც ახასიათებს ფიზიკური სხეულების უნარს მონაწილეობა მიიღონ ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებაში.
ელემენტარული ელექტრული მუხტი ითვლება ყველაზე მცირე დადებით ან უარყოფით მუხტად, რომლის გაყოფაც შეუძლებელია. მისი მნიშვნელობა უდრის ელექტრონის მუხტის მნიშვნელობას.
ის ფაქტი, რომ ნებისმიერი ბუნებრივად წარმოქმნილი ელექტრული მუხტი ყოველთვის უდრის ელემენტარული მუხტების მთელ რიცხვს, ვარაუდობდა 1752 წელს ცნობილმა პოლიტიკოსმა ბენჯამინ ფრანკლინმა, პოლიტიკოსმა და დიპლომატმა, რომელიც ასევე ეწეოდა სამეცნიერო და გამომგონებელ საქმიანობას, პირველი ამერიკელი, რომელიც გახდა წევრი. რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის.
ბენჯამინ ფრანკლინი
თუ ფრანკლინის ვარაუდი სწორია და ნებისმიერი დამუხტული სხეულის ან სხეულთა სისტემის ელექტრული მუხტი შედგება ელემენტარული მუხტების მთელი რიცხვისაგან, მაშინ ეს მუხტი შეიძლება მკვეთრად შეიცვალოს ელექტრონის მუხტების მთელი რიცხვის შემცველი მნიშვნელობით.
პირველად ეს დაადასტურა და საკმაოდ ზუსტად დაადგინა ამერიკელმა მეცნიერმა, ჩიკაგოს უნივერსიტეტის პროფესორმა რობერტ მილიკენმა.
მილიკანის გამოცდილება
მილიკანის ექსპერიმენტის სქემა
მილიკანმა თავისი პირველი ცნობილი ზეთის წვეთოვანი ექსპერიმენტი ჩაატარა 1909 წელს თავის ასისტენტ ჰარვი ფლეტჩერთან ერთად. ამბობენ, რომ თავიდან წყლის წვეთების დახმარებით გეგმავდნენ ექსპერიმენტის გაკეთებას, მაგრამ ისინი რამდენიმე წამში აორთქლდნენ, რაც აშკარად არ იყო საკმარისი შედეგის მისაღებად. შემდეგ მილიკენმა ფლეტჩერი გაგზავნა აფთიაქში, სადაც მან იყიდა სპრეის ბოთლი და საათის ზეთის ფლაკონი. ეს საკმარისი იყო იმისთვის, რომ გამოცდილება წარმატებული ყოფილიყო. ამის შემდეგ მილიკენმა მიიღო ნობელის პრემია, ხოლო ფლეტჩერმა მიიღო დოქტორის ხარისხი.
რობერტ მილიკენი
ჰარვი ფლეტჩერი
რა იყო მილიკანის ექსპერიმენტი?
ელექტრიფიცირებული ზეთის წვეთი ეცემა გრავიტაციის გავლენის ქვეშ ორ ლითონის ფირფიტას შორის. მაგრამ თუ მათ შორის ელექტრული ველი იქმნება, მაშინ ის დაიცავს წვეთს დაცემას. ელექტრული ველის სიძლიერის გაზომვით შეიძლება დადგინდეს ვარდნის მუხტი.
ექსპერიმენტატორებმა ჭურჭლის შიგნით კონდენსატორის ორი ლითონის ფირფიტა მოათავსეს. ზეთის უმცირესი წვეთები შეჰყავდათ იქ სპრეის იარაღის დახმარებით, რომლებიც ჰაერთან ხახუნის შედეგად უარყოფითად დამუხტული იყო შესხურებისას.
ელექტრული ველის არარსებობის შემთხვევაში, წვეთი ეცემა
გრავიტაციის მოქმედებით F w = მგ, წვეთებმა დაიწყეს დაცემა. მაგრამ რადგან ისინი არ იყვნენ ვაკუუმში, არამედ გარემოში, ჰაერის წინააღმდეგობის ძალამ შეუშალა ხელი მათ თავისუფლად დაცემას. ფრეს = 6პი rv 0 , სად η არის ჰაერის სიბლანტე. Როდესაც Fw და F res დაბალანსებული, დაცემა სიჩქარით ერთგვაროვანი გახდა v0 . ამ სიჩქარის გაზომვით მეცნიერმა დაადგინა ვარდნის რადიუსი.
წვეთი "ცურავს" ელექტრული ველის გავლენით
თუ წვეთების დაცემის მომენტში თეფშებზე ძაბვა ისე ვრცელდებოდა, რომ ზედა ფირფიტა დადებითი მუხტი მიეღო, ქვედა კი უარყოფითი, ვარდნა შეჩერდა. მას ხელი შეუშალა გაჩენილმა ელექტრულმა ველმა. წვეთები თითქოს ცურავდა. ეს მოხდა მაშინ, როდესაც ძალა ფ რ დაბალანსებულია ელექტრული ველიდან მოქმედი ძალით F r = eE ,
სადაც F r- მიზიდულობის შედეგად მიღებული ძალა და არქიმედეს ძალა.
F r = 4/3 pr 3 ( ρ – ρ 0) გ
ρ არის ზეთის წვეთების სიმკვრივე;
ρ 0 – ჰაერის სიმკვრივე.
რ არის ვარდნის რადიუსი.
იცის ფ რ და ე , შესაძლებელია ღირებულების დადგენა ე .
ვინაიდან ძალიან რთული იყო იმის უზრუნველყოფა, რომ წვეთი დიდხანს დარჩებოდა სტაციონარული, მილიკენმა და ფლეტჩერმა შექმნეს ველი, რომელშიც წვეთმა გაჩერების შემდეგ დაიწყო ზევით მოძრაობა ძალიან დაბალი სიჩქარით. ვ . Ამ შემთხვევაში
ექსპერიმენტები ბევრჯერ განმეორდა. მუხტი გადაეცა წვეთებს რენტგენის ან ულტრაიისფერი მოწყობილობის დასხივებით. მაგრამ ყოველ ჯერზე ვარდნის მთლიანი მუხტი ყოველთვის რამდენიმე ელემენტარული მუხტის ტოლი იყო.
1911 წელს მილიკენმა აღმოაჩინა, რომ ელექტრონის მუხტი არის 1,5924(17) x 10 -19 C. მეცნიერი მხოლოდ 1%-ით ცდებოდა. მისი თანამედროვე მნიშვნელობა არის 1.602176487 (10) x 10 -19 C.
Ioffe გამოცდილება
აბრამ ფედოროვიჩ იოფე
უნდა ითქვას, რომ მილიკანთან თითქმის ერთდროულად, მაგრამ მისგან დამოუკიდებლად, ასეთ ექსპერიმენტებს რუსი ფიზიკოსი აბრამ ფედოროვიჩ იოფე ატარებდა. და მისი ექსპერიმენტული წყობა მილიკანის მსგავსი იყო. მაგრამ ჭურჭლიდან ჰაერი ამოტუმბული იყო და მასში ვაკუუმი შეიქმნა. და ნავთობის წვეთების ნაცვლად, იოფმა გამოიყენა თუთიის მცირე დამუხტული ნაწილაკები. მათი მოძრაობა მიკროსკოპით დაფიქსირდა.
Ioffe ინსტალაცია
1- მილის
2-კამერა
3 - ლითონის ფირფიტები
4 - მიკროსკოპი
5 - ულტრაიისფერი გამოსხივება
ელექტროსტატიკური ველის მოქმედებით თუთიის მარცვალი დაეცა. როგორც კი მტვრის მარცვლის სიმძიმე გაუტოლდა მასზე მოქმედ ძალას ელექტრული ველიდან, დაცემა შეწყდა. სანამ მტვრის ნაწილაკის მუხტი არ იცვლებოდა, ის გაუნძრევლად აგრძელებდა ჩამოკიდებას. მაგრამ თუ მას ექვემდებარებოდა ულტრაიისფერი შუქი, მაშინ მისი მუხტი შემცირდა და ბალანსი ირღვევა. მან ისევ დაცემა დაიწყო. შემდეგ თეფშებზე დამუხტვის რაოდენობა გაიზარდა. შესაბამისად, ელექტრული ველი გაიზარდა და დაცემა ისევ შეჩერდა. ეს რამდენჯერმე გაკეთდა. შედეგად, გაირკვა, რომ ყოველ ჯერზე მტვრის ნაწილაკების მუხტი იცვლებოდა ელემენტარული ნაწილაკების მუხტის ჯერადობით.
იოფემ არ გამოთვალა ამ ნაწილაკების მუხტის სიდიდე. მაგრამ, 1925 წელს მსგავსი ექსპერიმენტის ჩატარების შემდეგ, ფიზიკოს ნ.ი. დობრონავოვმა, რომელმაც ოდნავ შეცვალა საპილოტე ქარხანა და თუთიის ნაცვლად ბისმუტის მტვრის ნაწილაკები გამოიყენა, მან დაადასტურა თეორია.
მოამზადა 11-A კლასის მოსწავლემ KOSH No125 კონოვალოვა კრისტინამ
სლაიდი 2
იოფის გამოცდილება - მილიკან აბრამ ფედოროვიჩ იოფ რობერტ ენდრიუს მილიკენი
სლაიდი 3
Ioffe-Milliken გამოცდილება
მე-19 საუკუნის ბოლოს, უამრავ ძალიან მრავალფეროვან ექსპერიმენტში დადგინდა, რომ არსებობს უარყოფითი მუხტის გარკვეული მატარებელი, რომელსაც ელექტრონი ეწოდა. თუმცა, ეს იყო რეალურად ჰიპოთეტური ერთეული, ვინაიდან, მიუხედავად პრაქტიკული მასალის სიმრავლისა, არც ერთი ექსპერიმენტი არ ჩატარებულა ერთი ელექტრონის მონაწილეობით. არ იყო ცნობილი, არსებობს თუ არა ელექტრონების მრავალფეროვნება სხვადასხვა ნივთიერებისთვის, ან არის თუ არა ის ყოველთვის ერთი და იგივე, რა მუხტს ატარებს ელექტრონი, შეიძლება თუ არა მუხტი არსებობდეს ნაწილაკისგან განცალკევებით. ზოგადად, სამეცნიერო საზოგადოებაში იყო მწვავე დებატები ელექტრონის შესახებ და არ არსებობდა საკმარისი პრაქტიკული საფუძველი, რომელიც ცალსახად შეაჩერებდა ყველა დებატს.
სლაიდი 4
ნახატზე ნაჩვენებია A.F. Ioffe-ის მიერ ექსპერიმენტში გამოყენებული ინსტალაციის დიაგრამა. დახურულ ჭურჭელში, საიდანაც ჰაერი ევაკუირებული იყო მაღალ ვაკუუმში, იყო ჰორიზონტალურად განთავსებული ორი ლითონის ფირფიტა P. A კამერიდან O ხვრელიდან ფირფიტებს შორის სივრცეში მოხვდა თუთიის მცირე დამუხტული მტვრის ნაწილაკები. ეს მტვრის ნაწილაკები მიკროსკოპის ქვეშ დაფიქსირდა.
სლაიდი 5
ასე რომ, დამუხტული მტვრის ნაწილაკები და წვეთები ვაკუუმში დაეცემა ზედა ფირფიტიდან ქვემოდან, მაგრამ ეს პროცესი შეიძლება შეჩერდეს, თუ ზედა ფირფიტა დამუხტულია დადებითად, ხოლო ქვედა ფირფიტა უარყოფითად დამუხტულია. წარმოქმნილი ელექტრული ველი იმოქმედებს კულონის ძალებით დამუხტულ ნაწილაკებზე და ხელს უშლის მათ დაცემას. დამუხტვის მოცულობის კორექტირებით, ისინი უზრუნველყოფდნენ, რომ მტვრის ნაწილაკები თეფშებს შორის შუაში ჩერდებოდნენ. შემდეგ, მტვრის ნაწილაკების ან წვეთების მუხტი შემცირდა მათი რენტგენის ან ულტრაიისფერი შუქით დასხივებით. მუხტის დაკარგვის შედეგად, მტვრის ნაწილაკებმა კვლავ დაიწყეს ვარდნა, ისინი კვლავ შეჩერდნენ ფირფიტების მუხტის რეგულირებით. ეს პროცესი რამდენჯერმე განმეორდა, წვეთების და მტვრის ნაწილაკების მუხტის გამოთვლა სპეციალური ფორმულების გამოყენებით. ამ კვლევების შედეგად შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ მტვრის ნაწილაკების ან წვეთების მუხტი ყოველთვის იცვლებოდა ნახტომებში, მკაცრად განსაზღვრული მნიშვნელობით ან ზომით, რომელიც არის ამ მნიშვნელობის ჯერადი.
სლაიდი 6
აბრამ ფედოროვიჩ იოფე
აბრამ ფედოროვიჩ იოფი არის რუსი ფიზიკოსი, რომელმაც ბევრი ფუნდამენტური აღმოჩენა გააკეთა და ჩაატარა უზარმაზარი კვლევა, მათ შორის ელექტრონიკის სფეროში. მან ჩაატარა კვლევა ნახევარგამტარული მასალების თვისებებზე, აღმოაჩინა ლითონ-დიელექტრიკული გადასვლის გამასწორებელი თვისება, რომელიც მოგვიანებით ახსნილი იქნა გვირაბის ეფექტის თეორიის გამოყენებით, ვარაუდობდა სინათლის ელექტრო დენად გადაქცევის შესაძლებლობას.
სლაიდი 7
აბრამ ფედოროვიჩი დაიბადა 1980 წლის 14 ოქტომბერს პოლტავას პროვინციის ქალაქ რომნიში (ახლანდელი პოლტავას რეგიონი, უკრაინა) ვაჭრის ოჯახში. ვინაიდან აბრამის მამა საკმაოდ მდიდარი კაცი იყო, მას არ სურდა შვილისთვის კარგი განათლების მიცემა. 1897 წელს იოფემ მიიღო საშუალო განათლება მშობლიურ ქალაქში არსებულ რეალურ სკოლაში. 1902 წელს დაამთავრა პეტერბურგის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი და ჩაირიცხა გერმანიაში, მიუნხენის უნივერსიტეტში. მიუნხენში მუშაობს თავად ვილჰელმ კონრად რენტგენის ხელმძღვანელობით. ვილჰელმ კონრადი, ხედავს მოსწავლის მონდომებას და არა მაინცდამაინც რა ნიჭს, ცდილობს დაარწმუნოს აბრამი მიუნხენში დარჩეს და სამეცნიერო მოღვაწეობა განაგრძოს, მაგრამ იოფი თავისი ქვეყნის პატრიოტი აღმოჩნდა. 1906 წელს უნივერსიტეტის დამთავრების შემდეგ, ფილოსოფიის მეცნიერებათა დოქტორის ხარისხის მიღების შემდეგ დაბრუნდა რუსეთში.
სლაიდი 8
რუსეთში იოფი პოლიტექნიკურ ინსტიტუტში მუშაობს. 1911 წელს მან ექსპერიმენტულად განსაზღვრა ელექტრონის მუხტის სიდიდე იგივე მეთოდით, როგორც რობერტ მილიკენი (ლითონის ნაწილაკები დაბალანსებული იყო ელექტრულ და გრავიტაციულ ველებში). იმის გამო, რომ იოფემ თავისი ნამუშევარი მხოლოდ ორი წლის შემდეგ გამოაქვეყნა, ელექტრონის მუხტის გაზომვის აღმოჩენის დიდება ამერიკელ ფიზიკოსს ერგო. მუხტის განსაზღვრის გარდა, იოფმა დაამტკიცა მატერიისგან დამოუკიდებლად ელექტრონების არსებობის რეალობა, გამოიკვლია ელექტრონების ნაკადის მაგნიტური ეფექტი და დაამტკიცა ელექტრონების გამოსხივების სტატიკური ბუნება გარე ფოტოელექტრული ეფექტის დროს.
სლაიდი 9
1913 წელს აბრამ ფედოროვიჩმა დაიცვა მაგისტრატურა, ხოლო ორი წლის შემდეგ სადოქტორო დისერტაცია ფიზიკაში, რომელიც სწავლობდა კვარცის ელასტიური და ელექტრული თვისებების შესახებ. 1916 წლიდან 1923 წლამდე ის აქტიურად სწავლობდა სხვადასხვა კრისტალების ელექტრული გამტარობის მექანიზმს. 1923 წელს სწორედ Ioffe-ის ინიციატივით დაიწყო ფუნდამენტური კვლევა და შესწავლა იმ დროს სრულიად ახალი მასალების - ნახევარგამტარების თვისებების შესახებ. პირველი სამუშაო ამ სფეროში ჩატარდა რუსი ფიზიკოსის უშუალო მონაწილეობით და ეხებოდა ელექტრული ფენომენების ანალიზს ნახევარგამტარსა და ლითონს შორის. მან აღმოაჩინა ლითონ-ნახევაგამტარული გადასვლის გამოსწორების თვისება, რომელიც მხოლოდ 40 წლის შემდეგ დადასტურდა გვირაბის ეფექტის თეორიის გამოყენებით.
სლაიდი 10
ნახევარგამტარებში ფოტოელექტრული ეფექტის გამოკვლევისას, იოფმა იმ დროს გამოთქვა საკმაოდ თამამი იდეა, რომ შესაძლებელი იქნებოდა სინათლის ენერგიის ელექტრო დენად გადაქცევა მსგავსი გზით. მომავალში ეს გახდა წინაპირობა ფოტოელექტრული გენერატორების და, კერძოდ, სილიკონის გადამყვანების შესაქმნელად, რომლებიც შემდგომში გამოიყენებოდა მზის ბატარეების ნაწილად. თავის სტუდენტებთან ერთად აბრამ ფედოროვიჩი ქმნის ნახევარგამტარების კლასიფიკაციის სისტემას, ასევე მეთოდს მათი ძირითადი ელექტრული და ფიზიკური თვისებების დასადგენად. კერძოდ, მათი თერმოელექტრული თვისებების შესწავლა შემდგომში გახდა საფუძველი ნახევარგამტარული თერმოელექტრული მაცივრების შესაქმნელად, რომლებიც ფართოდ გამოიყენებოდა მთელ მსოფლიოში რადიოელექტრონული ტექნიკის, აპარატურის და კოსმოსური ბიოლოგიის სფეროებში.
სლაიდი 11
აბრამ ფედოროვიჩ იოფემ დიდი წვლილი შეიტანა ფიზიკისა და ელექტრონიკის ფორმირებასა და განვითარებაში. იყო მრავალი მეცნიერებათა აკადემიის წევრი (ბერლინი და გოეტინგენი, ამერიკული, იტალიური), ასევე მსოფლიოს მრავალი უნივერსიტეტის საპატიო წევრი. მიღებული აქვს მრავალი ჯილდო თავისი მიღწევებისა და კვლევებისთვის. აბრამ ფედოროვიჩი გარდაიცვალა 1960 წლის 14 ოქტომბერს.
სლაიდი 12
მილიკენი რობერტ ანდრუსი
ამერიკელი ფიზიკოსი რობერტ მილიკენი დაიბადა მორისონში (ილინოისი) 1868 წლის 22 მარტს მღვდლის ოჯახში. საშუალო სკოლის დამთავრების შემდეგ რობერტი ობერლინის კოლეჯში შედის ოჰაიოში. იქ მისი ინტერესები მათემატიკასა და ძველ ბერძნულზე იყო ორიენტირებული. ფულის შოვნის მიზნით, იგი ორი წლის განმავლობაში ასწავლიდა ფიზიკას კოლეჯში. 1891 მილიკანმა მიიღო ბაკალავრის ხარისხი, ხოლო 1893 წელს მაგისტრის ხარისხი ფიზიკაში.
სლაიდი 13
კოლუმბიის უნივერსიტეტში მილიკენი სწავლობდა ცნობილი ფიზიკოსის M.I.Pupin-ის ხელმძღვანელობით. მან ერთი ზაფხული გაატარა ჩიკაგოს უნივერსიტეტში, სადაც მუშაობდა ცნობილი ექსპერიმენტატორი ფიზიკოსის ალბერტ აბრაამ მაიკელსონის ხელმძღვანელობით.
სლაიდი 14
1895 წელს მან დაიცვა სადოქტორო დისერტაცია კოლუმბიის უნივერსიტეტში სინათლის პოლარიზაციის შესწავლაზე. მილიკენმა შემდეგი წელი გაატარა ევროპაში, სადაც შეხვდა ანრი ბეკერელს, მაქს პლანკს, ვალტერ ნერნსტს, ა.პუანკარეს.
სლაიდი 15
1896 მილიკანი დაბრუნდა ჩიკაგოს უნივერსიტეტში, სადაც გახდა მაიკლსონის ასისტენტი. მომდევნო თორმეტი წლის განმავლობაში, მილიკენმა დაწერა ფიზიკის რამდენიმე სახელმძღვანელო, რომლებიც მიიღეს როგორც სახელმძღვანელო კოლეჯებისა და უმაღლესი სკოლებისთვის (დამატებით, ისინი ასე დარჩნენ 50 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში). 1910 მილიკანი დაინიშნა ფიზიკის პროფესორად.
სლაიდი 16
რობერტ მილიკენმა შეიმუშავა ვარდნის მეთოდი, რამაც შესაძლებელი გახადა ცალკეული ელექტრონებისა და პროტონების მუხტის გაზომვა (1910 - 1914 წწ.), დიდი რაოდენობით ექსპერიმენტები ელექტრონის მუხტის ზუსტ გაანგარიშებაზე. ამრიგად, მან ექსპერიმენტულად დაამტკიცა ელექტრული მუხტის დისკრეტულობა და პირველად ზუსტად განსაზღვრა მისი მნიშვნელობა (4,774 * 10^-10 ელექტროსტატიკური ერთეული). მან შეამოწმა აინშტაინის განტოლება ფოტოელექტრული ეფექტისთვის ხილული და ულტრაიისფერი სხივების რეგიონში და განსაზღვრა პლანკის მუდმივი (1914).
სლაიდი 17
1921 მილიკენი დაინიშნა ახალი Bridgesive ფიზიკური ლაბორატორიის დირექტორად და კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის აღმასრულებელი კომიტეტის თავმჯდომარედ. აქ მან ჩაატარა კოსმოსური სხივების კვლევების დიდი სერია, კერძოდ, ექსპერიმენტები (1921 - 1922 წწ.) ჰაერის ბორცვებით თვითჩამწერი ელექტროსკოპებით 15500 მ სიმაღლეზე.
სლაიდი 18
1925-1927 წლებში. მილიკანმა აჩვენა, რომ კოსმოსური გამოსხივების მაიონებელი ეფექტი სიღრმესთან ერთად მცირდება და დაადასტურა ამ „კოსმოსური სხივების“ არამიწიერი წარმოშობა. კოსმოსური ნაწილაკების ტრაექტორიების შესწავლისას მან გამოავლინა ალფა ნაწილაკები, სწრაფი ელექტრონები, პროტონები, ნეიტრონები, პოზიტრონები და გამა კვანტები მათში. ვერნოვისგან დამოუკიდებლად მან აღმოაჩინა კოსმოსური სხივების გრძივი ეფექტი სტრატოსფეროში.
ყველა სლაიდის ნახვა
