بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان، إن أي قانون علمي قد وصل إلينا واستمرت صحته حتى يومنا هذا كان نتاج مجموعة من التجارب العلمية المكثفة التي قام بها العلماء، وبعد محاولات عديدة قاموا بها وصل إلينا العلم الذي بين أيدينا اليوم، ومن أهم العلوم التي تعتمد على إقامة التجارب المختلفة هي علم الفيزياء والكيمياء، والعلوم العلمية بشكل عام، ومن خلال موضوعنا لهذا اليوم سنتناول بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان.
محتويات
بحث عن تجربة قطرة الزيت أو تجربة ميليكان
تمت في العصور السابقة الكثير من التجارب، والتي أخرجت لنا قوانين نعتمدها حتى يومنا هذا، ومن خلال موضوعنا لهذا اليوم سنتحدث عن بحث عن تجربة قطرة الزيت أو تجربة ميليكان:
- تعد تجربة قطرة الزيت من أشهر الطرق لقياس الشحنة الليثية e (وهي شحنة الإلكترون)، وقد قام بها العالم الشهير روبرت ميليكان وهارفي فليتشر سنة 1909 م،.
- وقد قام ميليكان من خلال تجربته بتحريك قطرة صغيرة من الزيت في مجال كهربائي بمعدل يتوازن مع قوى كلا من الجاذبية، واللزوجة (عند مروره خلال الهواء)، والقوة الكهربائية.
- وقد راعى العالم مانيكان بأنه يمكن حساب تلك القوى خلال الجاذبية واللزوجة حسب كمية وسرعة قطرة الزيت، فمنها يمكن استنباط القوة الكهربائية.
- وتعتبر القوة الكهربائية والتي هي بمثابة نتاج الشحنة الكهربائية معطى للتجربة إلى جانب المجال الكهربي، فيمكن حساب الشحنة الكهربائية لقطرة الزيت بدقة تامة.
- نلاحظ عند القيام بقياس الشحنة لقطرات زيت مختلفة، أن جميع الشحنات هي مضاعفات صحيحة لشحنة صغيرة مفردة تسمى الشحنة الليثية e.
- ذكرنا هذه المعلومات ضمن موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان.
شاهد أيضا: بحث عن وكالة الأنباء السعودية وأقسامها
مبدأ تجربة قطرة الزيت
إن كل تجربة تتم على مبدأ معين تعتمد عليها، ويقوم العالم من خلال تجربته بالتوصل إلى نتاج معين يرغب في إثباته، ومن خلال موضوعنا سنتعرف على مبدأ تجربة قطرة الزيت:
- إن مبدأ تجربة قطرة الزيت هو موازنة قوى الثقالة نحو الأسفل مع قوى الطفو والقوى الكهربائية نحو الأعلى المؤثرة على قطرة دقيقة من الزيت متوازنة بين قطبين معدنيين.
- وبما أن كثافة الزيت القيمة الخاصة بها معروفة، فيمكننا القيام بحساب كتل القطرات وقوى الثقالة والطفو عن طريق معرفة نصف قطر القطرات.
- استطاع ميليكان وفليتشر بعد تحديد الحقل الكهربائي أن يقوما بتحديد الشحنة الكهربائية في قطرات الزيت باستخدام التوازن الميكانيكي.
- وقد نجح العالمان بعد تكرار التجربة على عدة قطرات أن يقوموا بالتأكيد على أن الشحنات كانت مضاعفات بعض القيم الأساسية.
- وحسبوها مساوية 1.5924×10−19 كولوم بفارق واحد بالمئة عن القيمة المقبولة حاليا والمساوية لـ 1.602176487×10−19 كولوم، حيث افترضوا أنها شحنة الإلكترون الواحد.
- هذه المعلومات ذكرناها لكم ضمن موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان.
شاهد أيضا: بحث عن الهندسة التطبيقية وأقسامها
الحسابات الرياضية المستخدمة في تجربة قطرة الزيت لميليكان
كما نعلم جميعاً فإن التجارب العلمية، وإن كان الهدف منها إثبات أمر علمي ما فإنها تعتمد على إجراء مجموعة من الحسابات الرياضية، ومن خلال موضوعنا سنتناول الحسابات الرياضية المستخدمة في تجربة قطرة الزيت لميليكان:
- لحساب الشحنة الكهربائية لقطرة الزيت يجب أن تكون القوة المؤثرة على هذه القطرة للأعلى = القوة المؤثرة عليها للأسفل.
- علمًا أن القوة المؤثرة للأعلى= شحنة الإلكترون × قوة المجال الكهربائي، والقوة المؤثرة للأسفل = كتلة قطرة الزيت × قوة الجاذبية الأرضة.
- وبالتالي فإن: شحنة الإلكترون × قوة المجال الكهربائي = كتلة قطرة الزيت × قوة الجاذبية الأرضية.
- ومنه يكون قانون حساب الشحنة الكهربائية هو: شحنة الإلكترون = (كتلة قطرة الزيت × قوة الجاذبية الأرضة) / قوة المجال الكهربائي.
- بالرموز: ش -e = (ك × ق الجاذبية) / ق المجال الكهربائي، بحيث أن:
- ش -e: هي شحنة الإلكترون.
- ك: هي كتلة قطرة الزيت.
- ق الجاذبية: هي قوة الجاذبية الأرضية.
- ق المجال الكهربائي: هي قوة المجال الكهربائي.
- القانون باللغة الإنجليزية Q = m. g / E،
- بحيث أن: Q: هي شحنة الإلكترون.
- m: هي كتلة قطرة الزيت.
- g: هي قوة الجاذبية الأرضية.
- E: هي قوة المجال الكهربائي.
- ذكرنا هذه الحسابات ضمن موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان.
شاهد أيضا: أجدد المقدمات للأبحاث العلمية 2025 وخاتمة للبحث العلمي
نتائج تجربة قطرة الزيت لميليكان
إن تجربة قطرة الزيت التي قام بها العالم المشهور ميليكان قد خرجت لنا بنتائج نستفيد منها ونستخدمها حتى يومنا هذا، وسنتعرف الآن على نتائج تجربة قطرة الزيت لميليكان:
- أكدت تجربة قطرة الزيت لميليكان على وجود الإلكترون كما حددت شحنته بدقة أيضًا.
- كما أنه من خلال التجربة تم التأكد من أن الشحنة تتغير بكميات منفصلة أو ما يعرف باسم كوانتا (بالإنجليزية: quanta).
- أيضا قامت التجربة بإثبات أن التأثير الكهروضوئي والطبيعة المزدوجة الموجية – الجسيمية للضوء.
- أثبتت التجربة حسابيًا أن الشحنة الموجودة على أي قطرة زيت دائمًا ما تكون قيمة تكاملية للإلكترون وهي (1.6 × 10-19).
- وأخيرا أثبتت التجربة أن الشحنة عبارة عن كمية، أي أن وجود الشحنة على أي جسيم سيكون دائمًا مضاعفًا لا يتجزأ من قيمة الإلكترون.
- ذكرنا هذه المعلومات ضمن موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان.
شاهد أيضا: كيفية كتابة مقدمة بحث علمى 2025 وشروط كتابة مقدمة بحث متكاملة بالعناصر
الهدف من تجربة قطرة الزيت لمليكان
من المعروف في المجال العلمي، لاسيما ما يختص بالتجارب والأمور التي تدور حولها بأن لكل تجربة هدف معين من إجرائها، وسنعرف الآن الهدف من تجربة قطرة الزيت لمليكان:
- تعد تجربة قطرة الزيت أو تجربة ميليكان من أهم التجارب التي تمت في مجال قياس الإلكترونات، والتي قمنا بمعرفة قياس الشحنة الليثية وهي شحنة الإلكترون من خلالها.
- وقد تمت التجربة من خلال تحريك قطرة صغيرة من الزيت في مجال كهربائي بمعدل يوازن قوى الجاذبية الموجودة واللزوجة عند مرور الهواء من خلالها والقوة الكهربائية الموجودة فيها.
- ويمكن حساب القوى الموجودة فيها من خلال الجاذبية واللزوجة حسب كمية وسرعة قطرة الزيت الموجودة وبناء على ذلك يمكننا استنباط القوة الكهربائية.
- ذكرنا هذه المعلومات ضمن موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان.
طريقة القياس عن طريق تجربة قطرة الزيت
من خلال موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان قمنا بالتحدث عن الهدف من التجربة وحساباتها، وجاء الآن الوقت لنعرف طريقة القياس عن طريق تجربة قطرة الزيت:
- في البداية يتم رش في الهواء قطرات زيت بواسطه مرذاذ.
- بعد ذلك ومن خلال موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان سنكمل الطريقة ونقول أنه تشحن قطرات الزيت بسبب احتكاكها بالمرذاذ.
- ومن ثم تؤثر الجاذبية على القطرات وتسبب سقوطها الى اسفل.
- نلاحظ بعدها تدخل بعض القطرات في الفتحة الموجودة في اللوح العلوي نطبق فرق الجهد ليؤثر المجال بين اللوحين قوة على القطرات.
- عندما يشحن اللوح العلوي بشحنه موجبه بدرجه كافيه تسبب القوة الكهربائية في ارتفاع القطرات المشحونة بشحنه سالبه إلى أعلى.
- يتم ضبط فرق الجهد لتعليق قطرة زيت مشحونة إلى الهواء عندها تكون قوة مجال الجاذبية الأرضية المؤثرة في القطرة الي اسفل مساويه في المقدار للقوة الناتجة عن المجال الكهربائي.
- يتم تعيين مقدار المجال بتعيين فرق الجهد، وتعيين كتله القطرة بالاستعانة بالسرعة الحديه تم قياس مقدار الشحنة.
- ذكرنا هذه الطريقة ضمن موضوعنا بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان.
إلى هنا نكون قد وصلنا إلى نهاية مقالنا الذي كان يحمل عنوان بحث عن تجربة قطرة الزيت لميليكان، وقد قمنا من خلاله بالحديث المطول عن التجربة العلمية الأشهر في مجال الالكترونات.