روش های تعیین بار الکتریکی ابتدایی - چکیده. تعیین بار اولیه با الکترولیز کار آزمایشگاهی در فیزیک، اندازه گیری بار اولیه

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه

دانشگاه آموزشی دولتی آمور

روشهای تعیین بار الکتریکی اولیه

تکمیل شده توسط دانش آموز 151 گرم.

ونزلف A.A.

بررسی شده توسط: Cheraneva T.G.

معرفی.

1. پیشینه کشف الکترون

2. تاریخچه کشف الکترون

3. آزمایش ها و روش های کشف الکترون

3.1. آزمایش تامسون

3.2. تجربه رادرفورد

3.3. روش میلیکان

3.3.1. بیوگرافی کوتاه

3.3.2. توضیحات نصب

3.3.3. محاسبه شارژ اولیه

3.3.4. نتیجه گیری از روش

3.4. روش تصویربرداری کامپتون

نتیجه.

معرفی:

ELECTRON - اولین ذره بنیادی که کشف شد. حامل مواد با کوچکترین جرم و کوچکترین بار الکتریکی در طبیعت؛ جزء یک اتم

بار الکترون 1.6021892 است. 10 -19 کل

4.803242. 10-10 واحد SSSE

جرم الکترون 9.109534 است. 10-31 کیلوگرم

شارژ ویژه e/m e 1.7588047. 10 11 Cl. کیلوگرم -1

اسپین الکترون برابر است با 1/2 (بر حسب واحد ساعت) و دارای دو برجستگی 1/2 ± است. الکترون ها از آمار فرمی دیراک پیروی می کنند، فرمیون ها. آنها مشمول اصل طرد پائولی هستند.

گشتاور مغناطیسی یک الکترون برابر با - 1.00116 m b است که m b مگنتون بور است.

الکترون یک ذره پایدار است. با توجه به داده های تجربی، طول عمر t e > 2. 10 22 ساله.

در تعامل قوی، لپتون شرکت نمی کند. فیزیک مدرن، الکترون را ذره ای واقعاً بنیادی می داند که ساختار یا اندازه ندارد. اگر دومی غیر صفر باشد، شعاع الکترون r e< 10 -18 м

1. پس زمینه دهانه

کشف الکترون نتیجه آزمایش های متعدد بود. با آغاز قرن بیستم. وجود الکترون در تعدادی آزمایش مستقل ثابت شد. اما، با وجود مواد آزمایشی عظیمی که توسط کل مدارس ملی انباشته شده بود، الکترون یک ذره فرضی باقی ماند، زیرا تجربه هنوز به تعدادی از سؤالات اساسی پاسخ نداده بود. در واقع، "کشف" الکترون بیش از نیم قرن طول کشید و در سال 1897 به پایان نرسید. بسیاری از دانشمندان و مخترعان در آن شرکت کردند.

اول از همه، تا به حال یک آزمایش واحد شامل تک تک الکترون ها وجود نداشته است. بار اولیه بر اساس اندازه گیری بار میکروسکوپی با فرض اعتبار تعدادی از فرضیه ها محاسبه شد.

در یک نقطه اساساً مهم عدم اطمینان وجود داشت. الکترون ابتدا در نتیجه تفسیر اتمی قوانین الکترولیز ظاهر شد، سپس در تخلیه گاز کشف شد. مشخص نبود که آیا فیزیک واقعاً با همان جسم سروکار دارد یا خیر. گروه بزرگی از دانشمندان علوم طبیعی شک بر این باور بودند که بار ابتدایی میانگین آماری بارها با متفاوت ترین اندازه ها است. علاوه بر این، هیچ یک از آزمایش‌هایی که بار الکترون را اندازه‌گیری می‌کرد، مقادیر کاملاً تکرارپذیر را ارائه نکرد.
بدبینانی بودند که عموماً کشف الکترون را نادیده گرفتند. دانشگاهیان A.F. آیوف در خاطراتش از معلمش V.K. Roentgene نوشت: "تا سال 1906 - 1907. کلمه الکترون نباید در موسسه فیزیک دانشگاه مونیخ گفته می شد. رونتگن آن را فرضیه ای اثبات نشده در نظر گرفت که اغلب بدون دلیل کافی و بیهوده مورد استفاده قرار می گیرد.

مسئله جرم الکترون حل نشده است و ثابت نشده است که بارهای رسانا و دی الکتریک از الکترون تشکیل شده است. مفهوم "الکترون" تفسیر روشنی نداشت، زیرا آزمایش هنوز ساختار اتم را آشکار نکرده بود (مدل سیاره ای رادرفورد در سال 1911 و نظریه بور در سال 1913 ظاهر شد).

الکترون هنوز وارد ساختارهای نظری نشده است. تئوری الکترونیکی لورنتز دارای چگالی بار توزیع شده پیوسته بود. تئوری رسانایی فلزی که توسط درود توسعه داده شد، با بارهای گسسته سروکار داشت، اما اینها بارهای دلخواه بودند که هیچ محدودیتی بر ارزش آنها اعمال نمی شد.

الکترون هنوز از چارچوب علم «خالص» خارج نشده است. بیایید به یاد بیاوریم که اولین لوله الکترونی تنها در سال 1907 ظاهر شد. برای حرکت از ایمان به اعتقاد، اول از همه، جداسازی الکترون و ابداع روشی برای اندازه گیری مستقیم و دقیق بار اولیه ضروری بود.

راه حل این مشکل دیری نپایید. در سال 1752، ایده گسسته بودن بار الکتریکی برای اولین بار توسط B. Franklin بیان شد. از نظر تجربی، گسست بارها با قوانین الکترولیز که توسط M. Faraday در سال 1834 کشف شد، توجیه شد. . اندازه گیری آزمایشی مستقیم بار اولیه توسط R. Millikan در آزمایش های کلاسیک انجام شده در سال های 1908 - 1916 انجام شد. این آزمایش ها همچنین اثبات انکارناپذیری بر اتمیسم الکتریسیته ارائه کردند. طبق مفاهیم اولیه تئوری الکترونیک، بار جسم در نتیجه تغییر تعداد الکترون های موجود در آن (یا یون های مثبت که مقدار بار آن مضربی از بار الکترون است) به وجود می آید. بنابراین، بار هر جسمی باید به طور ناگهانی و در قسمت هایی که دارای تعداد صحیح بارهای الکترون باشد تغییر کند. R. Millikan با مشخص کردن تجربی ماهیت گسسته تغییر بار الکتریکی، توانست تأیید وجود الکترون ها را به دست آورد و مقدار بار یک الکترون (بار اولیه) را با استفاده از روش قطره روغن تعیین کند. این روش بر اساس مطالعه حرکت قطرات نفت باردار در یک میدان الکتریکی یکنواخت با قدرت شناخته شده E است.

2. کشف الکترون:

اگر آنچه را که قبل از کشف اولین ذره بنیادی - الکترون انجام شد، نادیده بگیریم، و آنچه را که با این رویداد برجسته همراه بود، نادیده بگیریم، می توان به اختصار گفت: در سال 1897، فیزیکدان مشهور انگلیسی تامسون جوزف جان (1856-1940) بار خاص q/m را اندازه گرفت. ذرات پرتو کاتدی - همانطور که او آنها را "جسم" نامید، بر اساس انحراف پرتوهای کاتدی *) در میدان های الکتریکی و مغناطیسی.

با مقایسه عدد به‌دست‌آمده با بار ویژه یون هیدروژن تک ظرفیتی شناخته شده در آن زمان، با استدلال غیرمستقیم به این نتیجه رسید که جرم این ذرات که بعداً نام «الکترون» را دریافت کردند، به‌طور قابل توجهی کمتر است (بیش از هزار برابر) از جرم سبک ترین یون هیدروژن.

در همان سال 1897، او این فرضیه را مطرح کرد که الکترون ها جزء لاینفک اتم ها هستند و پرتوهای کاتدی اتم یا تابش الکترومغناطیسی نیستند، همانطور که برخی از محققان خواص پرتوها معتقد بودند. تامسون نوشت: "بنابراین پرتوهای کاتدی حالت جدیدی از ماده را نشان می دهند که اساساً با حالت گازی معمولی متفاوت است...؛ در این حالت جدید ماده ماده ای است که همه عناصر از آن ساخته شده اند."

از سال 1897، مدل جسمی پرتوهای کاتدی مورد پذیرش عمومی قرار گرفت، اگرچه نظرات مختلفی در مورد ماهیت الکتریسیته وجود داشت. بنابراین، فیزیکدان آلمانی E. Wichert معتقد بود که "الکتریسیته چیزی خیالی است که واقعاً فقط در افکار وجود دارد" و فیزیکدان مشهور انگلیسی لرد کلوین در همان سال، 1897، در مورد الکتریسیته به عنوان نوعی "سیال پیوسته" نوشت.

ایده تامسون در مورد ذرات پرتو کاتدی به عنوان اجزای اساسی اتم با اشتیاق چندانی مواجه نشد. برخی از همکارانش فکر می‌کردند که وقتی پیشنهاد کرد ذرات پرتو کاتدی باید به عنوان اجزای احتمالی اتم در نظر گرفته شوند، آنها را ابهام کرده است. نقش واقعی ذرات تامسون در ساختار اتم را می توان در ترکیب با نتایج سایر مطالعات، به ویژه با نتایج تجزیه و تحلیل طیف ها و مطالعه رادیواکتیویته درک کرد.

در 29 آوریل 1897، تامسون پیام معروف خود را در جلسه انجمن سلطنتی لندن بیان کرد. زمان دقیق کشف الکترون - روز و ساعت - را نمی توان به دلیل منحصر به فرد بودن آن نام برد. این رویداد نتیجه سال ها کار تامسون و کارمندانش بود. نه تامسون و نه هیچ کس دیگری هرگز یک الکترون را مشاهده نکرده بودند، و نه کسی قادر به جداسازی یک ذره از پرتوی پرتوهای کاتدی و اندازه‌گیری بار ویژه آن بود. نویسنده این کشف، جی جی تامسون است، زیرا ایده های او در مورد الکترون به ایده های مدرن نزدیک بود. در سال 1903، او یکی از اولین مدل های اتم - "پودینگ کشمشی" را پیشنهاد کرد و در سال 1904 پیشنهاد کرد که الکترون های یک اتم به گروه هایی تقسیم می شوند و پیکربندی های مختلفی را تشکیل می دهند که تناوب عناصر شیمیایی را تعیین می کند.

محل کشف دقیقاً مشخص است - آزمایشگاه کاوندیش (کمبریج، انگلستان). در سال 1870 توسط جی سی ماکسول ایجاد شد و طی صد سال آینده به "مهد" زنجیره کاملی از اکتشافات درخشان در زمینه های مختلف فیزیک، به ویژه در فیزیک اتمی و هسته ای تبدیل شد. کارگردانان آن عبارت بودند از: Maxwell J.K. - از 1871 تا 1879، لرد ریلی - از 1879 تا 1884، تامسون جی. - از 1884 تا 1919، رادرفورد ای. - از 1919 تا 1937، براگ ال. - از 1938 تا 1953. معاون مدیر 1923-1935 - چادویک جی.

تحقیقات علمی تجربی توسط یک دانشمند یا یک گروه کوچک در فضایی از اکتشاف خلاقانه انجام شد. لارنس براگ بعداً کار خود را در سال 1913 با پدرش هنری براگ به یاد آورد: «زمان فوق‌العاده‌ای بود که تقریباً هر هفته نتایج هیجان‌انگیز جدیدی به دست می‌آمد، مانند کشف نواحی طلادار جدید که می‌توان قطعات را مستقیماً از روی زمین برداشت. این کار تا آغاز جنگ ادامه داشت *) که کار مشترک ما را متوقف کرد.»

3-روشهای باز کردن الکترون:

3.1. آزمایش تامسون

جوزف جان تامسون جوزف جان تامسون، 1856-1940

فیزیکدان انگلیسی که بیشتر با نام جی جی تامسون شناخته می شود. در چیتام هیل، حومه منچستر، در خانواده یک دلال عتیقه دست دوم متولد شد. در سال 1876 بورسیه تحصیلی کمبریج را دریافت کرد. در سالهای 1884-1919، او استاد گروه فیزیک تجربی در دانشگاه کمبریج و همزمان رئیس آزمایشگاه کاوندیش بود که با تلاش تامسون به یکی از مشهورترین مراکز تحقیقاتی جهان تبدیل شد. در همان زمان، در سالهای 1905-1918، استاد مؤسسه سلطنتی لندن بود. برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 1906 با عبارت "برای مطالعات خود در مورد عبور الکتریسیته از گازها" که طبیعتاً شامل کشف الکترون نیز می شود. جورج پاجت تامسون، پسر تامسون (1892-1975) نیز سرانجام برنده جایزه نوبل فیزیک شد - در سال 1937 برای کشف تجربی پراش الکترون توسط کریستال‌ها.

در سال 1897، فیزیکدان جوان انگلیسی جی جی تامسون در طول قرن ها به عنوان کاشف الکترون مشهور شد. تامسون در آزمایش خود از یک لوله پرتو کاتدی بهبود یافته استفاده کرد که طراحی آن با سیم پیچ های الکتریکی تکمیل شد که (طبق قانون آمپر) یک میدان مغناطیسی در داخل لوله ایجاد کرد و مجموعه ای از صفحات خازن الکتریکی موازی که یک میدان الکتریکی در داخل ایجاد می کرد. لوله. به لطف این، مطالعه رفتار پرتوهای کاتدی تحت تأثیر میدان های مغناطیسی و الکتریکی امکان پذیر شد.

تامسون با استفاده از یک طراحی لوله جدید، پی در پی نشان داد که: (1) پرتوهای کاتدی در یک میدان مغناطیسی در غیاب میدان الکتریکی منحرف می شوند. (2) پرتوهای کاتدی در یک میدان الکتریکی در غیاب میدان مغناطیسی منحرف می شوند. و (3) تحت عمل همزمان میدان های الکتریکی و مغناطیسی با شدت متعادل، جهت گیری در جهت هایی که به طور جداگانه باعث انحراف در جهات مخالف می شوند، پرتوهای کاتدی به صورت مستقیم منتشر می شوند، یعنی عمل دو میدان متقابلا متعادل است.

تامسون دریافت که رابطه بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی که در آن اثرات آنها متعادل می شود به سرعت حرکت ذرات بستگی دارد. پس از انجام یک سری اندازه گیری، تامسون توانست سرعت حرکت پرتوهای کاتدی را تعیین کند. معلوم شد که آنها بسیار کندتر از سرعت نور حرکت می کنند، به این معنی که پرتوهای کاتدی فقط می توانند ذرات باشند، زیرا هر تابش الکترومغناطیسی، از جمله خود نور، با سرعت نور حرکت می کند (به طیف تابش الکترومغناطیسی مراجعه کنید). این ذرات ناشناخته تامسون آنها را "جسم" نامید، اما به زودی به عنوان "الکترون" شناخته شدند.

بلافاصله مشخص شد که الکترون ها باید به عنوان بخشی از اتم ها وجود داشته باشند - در غیر این صورت، آنها از کجا می آیند؟ 30 آوریل 1897 - تاریخ گزارش تامسون از نتایج خود در جلسه انجمن سلطنتی لندن - روز تولد الکترون در نظر گرفته می شود. و در این روز ایده "تقسیم ناپذیری" اتم ها به گذشته تبدیل شد (به نظریه اتمی ساختار ماده مراجعه کنید). همراه با کشف هسته اتم که اندکی بیش از ده سال بعد دنبال شد (به آزمایش رادرفورد مراجعه کنید)، کشف الکترون پایه و اساس مدل مدرن اتم را گذاشت.

لوله‌های «کاتدی» که در بالا توضیح داده شد، یا دقیق‌تر، لوله‌های پرتو کاتدی، به ساده‌ترین پیشینیان لوله‌های تصویر تلویزیونی و مانیتورهای رایانه‌ای مدرن تبدیل شدند که در آن‌ها مقادیر کاملاً کنترل‌شده‌ای از الکترون‌ها از سطح کاتد داغ، تحت تأثیر خارج می‌شوند. میدان‌های مغناطیسی متناوب در زوایای کاملاً مشخص منحرف می‌شوند و سلول‌های فسفری صفحه‌ها را بمباران می‌کنند و تصویر واضحی از اثر فوتوالکتریک روی آن‌ها تشکیل می‌دهند که کشف آن نیز بدون اطلاع ما از ماهیت واقعی کاتد غیرممکن خواهد بود. اشعه ها

3.2. تجربه رادرفورد

ارنست رادرفورد، اولین بارون رادرفورد نلسون، 1871-1937

فیزیکدان نیوزلندی در نلسون متولد شد، پسر یک کشاورز صنعتگر. برنده بورسیه تحصیلی در دانشگاه کمبریج انگلستان. پس از فارغ التحصیلی، به دانشگاه مک گیل کانادا منصوب شد و در آنجا به همراه فردریک سودی (1966-1877)، قوانین اساسی پدیده رادیواکتیویته را وضع کرد و به همین دلیل در سال 1908 جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد. به زودی دانشمند به دانشگاه منچستر نقل مکان کرد، جایی که هانس گایگر (1945-1882) تحت رهبری او شمارنده گایگر معروف خود را اختراع کرد، شروع به تحقیق در مورد ساختار اتم کرد و در سال 1911 وجود هسته اتم را کشف کرد. در طول جنگ جهانی اول، او در توسعه سونارها (رادارهای صوتی) برای شناسایی زیردریایی های دشمن شرکت داشت. در سال 1919 او به عنوان استاد فیزیک و مدیر آزمایشگاه کاوندیش در دانشگاه کمبریج منصوب شد و در همان سال تجزیه هسته ای را در نتیجه بمباران توسط ذرات سنگین پر انرژی کشف کرد. رادرفورد تا پایان عمر در این سمت باقی ماند و در عین حال سالها رئیس انجمن علمی سلطنتی بود. او در کلیسای وست مینستر در کنار نیوتن، داروین و فارادی به خاک سپرده شد.

ارنست رادرفورد دانشمندی منحصر به فرد است به این معنا که اکتشافات اصلی خود را پس از دریافت جایزه نوبل انجام داد. در سال 1911، او در آزمایشی موفق شد که نه تنها به دانشمندان اجازه داد تا به اعماق اتم نگاه کنند و ساختار آن را به دست آورند، بلکه به الگویی از لطف و عمق طراحی تبدیل شد.

رادرفورد با استفاده از منبع طبیعی تشعشعات رادیواکتیو، توپی ساخت که جریان مستقیم و متمرکزی از ذرات را تولید می کرد. اسلحه یک جعبه سربی با شکاف باریکی بود که در داخل آن مواد رادیواکتیو قرار داده شده بود. به همین دلیل، ذرات (در این مورد ذرات آلفا، متشکل از دو پروتون و دو نوترون) که توسط ماده رادیواکتیو در همه جهات به جز یک جهات ساطع می‌شوند، توسط صفحه سرب جذب می‌شوند و تنها یک پرتو جهت‌دار از ذرات آلفا از طریق شکاف آزاد می‌شود. .

طرح تجربه

بیشتر در طول مسیر پرتو چندین صفحه سربی دیگر با شکاف‌های باریک وجود داشت که ذرات انحراف شدید را قطع می‌کردند.

جهت داده شده در نتیجه یک پرتو کاملاً متمرکز از ذرات آلفا به سمت هدف پرواز کرد و خود هدف یک ورقه نازک از ورق طلا بود. این اشعه آلفا بود که به او برخورد کرد. پس از برخورد با اتم های فویل، ذرات آلفا مسیر خود را ادامه دادند و به صفحه نورانی نصب شده در پشت هدف برخورد کردند که هنگام برخورد ذرات آلفا به آن فلاش ها ثبت شد. از روی آنها، آزمایشگر می تواند قضاوت کند که ذرات آلفا در اثر برخورد با اتم های فویل در چه مقدار و چه مقدار از جهت حرکت مستقیم منحرف می شوند.

رادرفورد، با این حال، اشاره کرد که هیچ یک از پیشینیان او حتی سعی نکرده بودند آزمایش کنند که آیا برخی از ذرات آلفا در زوایای بسیار بزرگ منحرف شده اند یا خیر. مدل شبکه کشمشی به سادگی اجازه وجود عناصر ساختاری در اتم را نمی داد که آنقدر متراکم و سنگین باشند که بتوانند ذرات آلفای سریع را در زوایای قابل توجهی منحرف کنند، بنابراین هیچ کس زحمت آزمایش این احتمال را به خود نمی داد. رادرفورد از یکی از شاگردانش خواست تا نصب را مجدداً به گونه‌ای تجهیز کند که امکان مشاهده پراکندگی ذرات آلفا در زوایای انحراف بزرگ وجود داشته باشد - فقط برای پاک کردن وجدان خود، تا در نهایت این احتمال را رد کند. این آشکارساز صفحه ای بود که با سولفید سدیم پوشانده شده بود، ماده ای که با برخورد ذره آلفا به آن فلاش فلورسنت تولید می کند. تصور کنید که نه تنها دانش آموزی که مستقیماً آزمایش را انجام داد، بلکه خود رادرفورد را نیز متعجب کرد که مشخص شد برخی از ذرات در زوایای 180 درجه منحرف شده اند!

تصویری از اتم که رادرفورد بر اساس نتایج آزمایش او کشیده است، امروزه برای ما کاملاً شناخته شده است. یک اتم از یک هسته فشرده و فوق متراکم تشکیل شده است که حامل بار مثبت و الکترون های نوری با بار منفی در اطراف آن است. بعدها، دانشمندان یک مبنای نظری قابل اعتماد برای این تصویر ارائه کردند (به اتم بور مراجعه کنید)، اما همه چیز با یک آزمایش ساده با یک نمونه کوچک از مواد رادیواکتیو و یک تکه ورق طلا آغاز شد.

3.2.روش میلیکن

3.2.1. بیوگرافی کوتاه:

رابرت میلیکن در سال 1868 در ایلینوی در یک خانواده کشیش فقیر به دنیا آمد. او دوران کودکی خود را در شهر استانی ماکوکتا گذراند، جایی که توجه زیادی به ورزش و تدریس ضعیف شد. یکی از مدیران دبیرستانی که فیزیک تدریس می کرد، به عنوان مثال، به دانش آموزان جوان خود گفت: «چطور می توان از امواج صدا تولید کرد؟ مزخرفات، پسران، همه چیز مزخرف است!»

کالج اوبردین بهتر از این نبود، اما میلیکن که هیچ حمایت مالی نداشت، مجبور شد خودش فیزیک دبیرستان را تدریس کند. در آن زمان در آمریکا تنها دو کتاب درسی فیزیک وجود داشت که از زبان فرانسه ترجمه شده بود و این جوان با استعداد هیچ مشکلی در مطالعه و آموزش موفقیت آمیز آنها نداشت. در سال 1893 وارد دانشگاه کلمبیا شد و سپس برای تحصیل به آلمان رفت.

میلیکن 28 ساله بود که پیشنهادی از سوی A. Michelson برای گرفتن سمت دستیار در دانشگاه شیکاگو دریافت کرد. در ابتدا او تقریباً به طور انحصاری در اینجا مشغول کار آموزشی بود و تنها در سن چهل سالگی تحقیقات علمی را آغاز کرد که شهرت جهانی را برای او به ارمغان آورد.

3.2.2. اولین تجربیات و راه حل مشکلات:

اولین آزمایش ها به موارد زیر خلاصه شد. بین صفحات یک خازن تخت، که ولتاژ 4000 ولت به آن اعمال می شود، ابری ایجاد شد که از قطرات آب رسوب شده روی یون ها تشکیل شده است. ابتدا مشاهده شد که بالای ابر در غیاب میدان الکتریکی سقوط می کند. سپس در حالی که ولتاژ روشن بود ابری ایجاد شد. سقوط ابر تحت تأثیر گرانش و نیروی الکتریکی رخ داده است.
نسبت نیروی وارد بر یک قطره در ابر به سرعتی که به دست می آورد در حالت اول و دوم یکسان است. در حالت اول نیرو برابر mg است، در حالت دوم mg + qE که q بار قطره است، E شدت میدان الکتریکی است. اگر سرعت در حالت اول برابر با υ 1 در υ 2 دوم باشد، پس

با دانستن وابستگی سرعت ریزش ابر υ به ویسکوزیته هوا، می توانیم بار مورد نیاز q را محاسبه کنیم. با این حال، این روش به دلیل اینکه حاوی مفروضات فرضی خارج از کنترل آزمایشگر بود، دقت مطلوب را ارائه نکرد.

برای افزایش دقت اندازه گیری ها، قبل از هر چیز لازم بود راهی برای در نظر گرفتن تبخیر ابر، که به ناچار در طی فرآیند اندازه گیری رخ می داد، پیدا کنیم.

با تأمل در مورد این مشکل، Millikan روش کلاسیک دراپ را ارائه کرد که تعدادی از احتمالات غیرمنتظره را باز کرد. ما به خود نویسنده اجازه می دهیم داستان اختراع را تعریف کند:
"با درک اینکه میزان تبخیر قطرات ناشناخته مانده است، سعی کردم روشی را ارائه کنم که این مقدار نامشخص را کاملاً حذف کند. برنامه من به شرح زیر بود. در آزمایش‌های قبلی، میدان الکتریکی فقط می‌توانست سرعت سقوط بالای ابر تحت تأثیر گرانش را اندکی افزایش یا کاهش دهد. حالا می خواستم آنقدر این میدان را تقویت کنم که سطح بالایی ابر در یک ارتفاع ثابت بماند. در این مورد، تعیین دقیق میزان تبخیر ابر و در نظر گرفتن آن در محاسبات ممکن شد.

برای اجرای این ایده، Millikan یک باتری قابل شارژ با اندازه کوچک طراحی کرد که ولتاژی تا 10 4 ولت تولید می کرد (برای آن زمان این یک دستاورد برجسته یک آزمایشگر بود). باید میدانی به اندازه کافی قوی ایجاد می کرد که ابر را معلق نگه دارد، مانند «تابوت محمد». میلیکن می گوید: «وقتی همه چیز را آماده کردم، و وقتی ابر شکل گرفت، کلید را چرخاندم و ابر در میدان الکتریکی قرار گرفت. و در آن لحظه در مقابل چشمانم ذوب شد، به عبارت دیگر، حتی یک تکه کوچک از کل ابر باقی نمانده بود که با کمک یک ابزار نوری کنترلی قابل مشاهده بود، همانطور که ویلسون انجام داد و من می خواستم انجام دهم. همانطور که در ابتدا به نظرم رسید، ناپدید شدن ابر بدون هیچ اثری در میدان الکتریکی بین صفحات بالایی و پایینی به این معنی بود که آزمایش بدون نتیجه به پایان رسید...» با این حال، همانطور که اغلب در تاریخ علم اتفاق افتاده است، شکست باعث شد به یک ایده جدید برخاست منجر به روش معروف دراپ شد. میلیکان می نویسد: آزمایش های مکرر نشان داد که پس از پراکندگی ابر در میدان الکتریکی قدرتمند، در جای خود چندین قطره آب جداگانه قابل تشخیص است"(تاکید شده توسط من - V.D.). آزمایش "ناموفق" منجر به کشف امکان حفظ تک تک قطرات در تعادل و مشاهده آنها برای مدت طولانی شد.

اما در حین مشاهده، جرم یک قطره آب در اثر تبخیر به طور قابل توجهی تغییر کرد و میلیکان پس از چندین روز جستجو، به آزمایش با قطرات روغن رفت.

روش آزمایشی ساده بود. انبساط آدیاباتیک ابری را بین صفحات خازن تشکیل می دهد. از قطرات با بارهای با قدر و نشانه های مختلف تشکیل شده است. هنگامی که میدان الکتریکی روشن می شود، قطرات با بارهای یکسان با بار صفحه بالایی خازن به سرعت سقوط می کنند و قطرات با بار مخالف توسط صفحه بالایی جذب می شوند. اما تعداد معینی از قطره ها دارای چنان باری هستند که نیروی گرانش با نیروی الکتریکی متعادل می شود.

بعد از 7 یا 8 دقیقه. ابر پراکنده می شود و تعداد کمی قطره در میدان دید باقی می ماند که بار آن با توازن مشخص شده نیروها مطابقت دارد.

میلیکان این قطرات را به صورت نقاط روشن متمایز مشاهده کرد. او می نویسد: «تاریخچه این قطرات معمولاً به این صورت است.» در صورت غلبه جزئی گرانش بر نیروی میدان، به آرامی شروع به سقوط می کنند، اما از آنجایی که به تدریج تبخیر می شوند، حرکت رو به پایین آنها به زودی متوقف می شود و آنها برای مدت طولانی بی حرکت بمانند.» سپس میدان شروع به تسلط می کند و قطرات به آرامی شروع به بالا رفتن می کنند. در پایان عمر آنها در فضای بین صفحات، این حرکت رو به بالا به شدت تسریع می شود و با سرعت زیادی به صفحه بالایی جذب می شوند.

3.2.3. توضیحات نصب:

نمودار نصب Millikan، که با آن نتایج قاطع در سال 1909 به دست آمد، در شکل 17 نشان داده شده است.

یک خازن تخت ساخته شده از صفحات گرد برنجی M و N با قطر 22 سانتی متر (فاصله بین آنها 1.6 سانتی متر) در محفظه C قرار داده شد. یک سوراخ کوچک p در مرکز صفحه بالایی ایجاد شد که قطرات روغن از آن عبور می کرد. دومی با تزریق یک جریان روغن با استفاده از یک اسپری تشکیل شد. هوا قبلاً با عبور دادن آن از لوله ای با پشم شیشه از گرد و غبار پاک می شد. قطر قطرات روغن حدود 10-4 سانتی متر بود.

ولتاژ 10 4 ولت از باتری B به صفحات خازن می رسید که با استفاده از یک کلید می توان صفحات را اتصال کوتاه کرد و این باعث از بین رفتن میدان الکتریکی می شد.

قطرات روغنی که بین صفحات M و N می افتند توسط یک منبع قوی روشن می شوند. رفتار قطرات عمود بر جهت پرتوها از طریق تلسکوپ مشاهده شد.

یون های لازم برای تراکم قطرات توسط تابش از یک قطعه رادیوم به وزن 200 میلی گرم که در فاصله 3 تا 10 سانتی متری از کنار صفحات قرار دارد ایجاد شد.

با استفاده از دستگاه مخصوص، پایین آوردن پیستون باعث انبساط گاز شد. 1 - 2 ثانیه پس از انبساط، رادیوم توسط یک صفحه نمایشگر حذف یا پنهان شد. سپس میدان الکتریکی روشن شد و رصد قطرات به داخل تلسکوپ آغاز شد. لوله دارای مقیاسی بود که بر اساس آن می‌توان مسیر طی شده توسط قطره را در مدت زمان معینی شمارش کرد. زمان با استفاده از یک ساعت دقیق با قفل ثبت شد.

میلیکان در طول مشاهدات خود پدیده ای را کشف کرد که به عنوان کلید کل مجموعه اندازه گیری های دقیق بعدی بارهای اولیه فردی عمل می کرد.

میلیکان می نویسد: «در حین کار بر روی قطرات معلق، چندین بار فراموش کردم که آنها را در برابر پرتوهای رادیوم محافظت کنم. سپس به طور اتفاقی متوجه شدم که هر از گاهی یکی از قطره ها به طور ناگهانی شارژ خود را تغییر می دهد و شروع به حرکت در امتداد میدان یا در مقابل آن می کند، ظاهراً در مورد اول یک یون مثبت و در مورد دوم یک یون منفی می گیرد. این امکان را برای اندازه‌گیری قابل اعتماد نه تنها بارهای تک تک قطره‌ها، همانطور که تا آن زمان انجام می‌دادم، بلکه بار یک یون اتمسفر را نیز باز کرد.

در واقع، با اندازه‌گیری سرعت یک قطره دو بار، یک بار قبل و یک بار بعد از گرفتن یون، به وضوح می‌توانم خصوصیات قطره و خواص محیط را کاملاً حذف کنم و با مقداری متناسب با بار عمل کنم. یون گرفته شده.»

3.2.4. محاسبه شارژ اولیه:

بار اولیه توسط Millikan بر اساس ملاحظات زیر محاسبه شد. سرعت حرکت یک قطره متناسب با نیروی وارد بر آن است و به بار قطره بستگی ندارد.
اگر قطره ای بین صفحات یک خازن تحت تأثیر گرانش به تنهایی با سرعت v بیفتد، آنگاه

هنگامی که میدانی که در برابر گرانش قرار دارد روشن می شود، نیروی عمل کننده تفاوت qE - mg خواهد بود، جایی که q بار افت است، E مدول قدرت میدان است.

سرعت افت برابر با:

υ2 =k(qE-mg) (2)

اگر برابری (1) را بر (2) تقسیم کنیم، به دست می آید

از اینجا

اجازه دهید قطره یک یون را جذب کند و بار آن برابر با q شود، و سرعت حرکت υ 2. اجازه دهید بار این یون گرفته شده را با e نشان دهیم.

سپس e= q"- q.

با استفاده از (3) دریافت می کنیم

مقدار برای یک افت معین ثابت است.

3.2.5. نتیجه گیری از روش میلیکان

در نتیجه، هر باری که توسط یک قطره گرفته شود، متناسب با اختلاف سرعت (υ" 2 - υ 2) خواهد بود، به عبارت دیگر، متناسب با تغییر سرعت افت در اثر جذب یک یون است. اندازه گیری بار اولیه به اندازه گیری مسیر طی شده توسط قطره و مدت زمانی که طی آن مسیر طی شده است کاهش یافت مشاهدات متعدد اعتبار فرمول (4) را نشان داد. معلوم شد که مقدار e فقط می تواند به طور ناگهانی تغییر کند! شارژهای e، 2e، 3e، 4e و ... همیشه مشاهده می شود.

میلیکان می نویسد: «در بسیاری از موارد، این افت به مدت پنج یا شش ساعت مشاهده شد و در این مدت نه هشت یا ده یون، بلکه صدها یون را جذب کرد. در مجموع، من جذب هزاران یون را به این طریق مشاهده کرده ام، و در همه موارد، بار گرفته شده... یا دقیقاً برابر با کوچکترین بارهای گرفته شده بود، یا برابر با یک مضرب صحیح کوچک از این بود. ارزش. این اثبات مستقیم و غیرقابل انکار است که الکترون یک «میانگین آماری» نیست، بلکه تمام بارهای الکتریکی یون‌ها یا دقیقاً برابر با بار الکترون هستند یا مضرب‌های صحیح کوچک آن بار را نشان می‌دهند.

بنابراین، اتمی بودن، گسستگی یا به زبان امروزی کوانتیزه شدن بار الکتریکی به یک واقعیت تجربی تبدیل شده است. اکنون مهم بود که نشان دهیم الکترون، به اصطلاح، در همه جا حاضر است. هر بار الکتریکی در جسمی با هر ماهیتی مجموع همان بارهای اولیه است.

روش Millikan این امکان را فراهم کرد که بدون ابهام به این سوال پاسخ دهیم. در اولین آزمایش‌ها، بارها با یونیزاسیون مولکول‌های گاز خنثی توسط جریانی از تشعشعات رادیواکتیو ایجاد شدند. بار یون های جذب شده توسط قطرات اندازه گیری شد.

هنگامی که مایعی با یک بطری اسپری پاشیده می شود، قطرات به دلیل اصطکاک برق می شوند. این در قرن نوزدهم به خوبی شناخته شده بود. آیا این بارها نیز مانند بارهای یونی کوانتیزه می شوند؟ Millikan قطرات را پس از پاشش "وزن" می کند و بارها را به روشی که در بالا توضیح داده شد اندازه گیری می کند. تجربه همان گسستگی بار الکتریکی را نشان می دهد.

پاشیدن قطرات روغن (دی الکتریک)، گلیسیرین (نیمه رسانا)، جیوه (رسانا)، میلیکان ثابت می کند که بارهای اجسام با هر ماهیت فیزیکی در همه موارد، بدون استثنا، شامل بخش های اولیه منفرد با قدر کاملاً ثابت است. در سال 1913، Millikan نتایج آزمایش های متعدد را خلاصه کرد و مقدار زیر را برای بار اولیه ارائه کرد: e = 4.774. 10-10 واحد شارژ SGSE این گونه بود که یکی از مهم ترین ثابت های فیزیک مدرن ایجاد شد. تعیین بار الکتریکی به یک مسئله ساده حسابی تبدیل شد.

3.4 روش تصویربرداری کامپتون:

کشف C.T.R نقش مهمی در تقویت ایده واقعیت الکترون ایفا کرد. ویلسون، اثر تراکم بخار آب بر روی یون ها، که منجر به امکان عکاسی از ردهای ذرات شد.

آنها می گویند که A. Compton در طول یک سخنرانی نتوانست شنونده شکاک را به واقعیت وجود ریزذرات متقاعد کند. او اصرار داشت که تنها پس از دیدن آنها با چشمان خود باور خواهد کرد.
سپس کامپتون عکسی با مسیر ذرات آلفا نشان داد که در کنار آن اثر انگشت وجود داشت. "آیا میدانید این چیست؟" - از کامپتون پرسید. شنونده پاسخ داد: «انگشت». کامپتون با جدیت گفت: «در این صورت، این نوار درخشان همان ذره است.»
عکس‌های ردهای الکترونی نه تنها گواه واقعیت الکترون‌ها بود. آنها فرض کوچک بودن الکترون ها را تایید کردند و امکان مقایسه نتایج محاسبات نظری که شامل شعاع الکترون بود را با آزمایش ممکن کردند. آزمایش‌هایی که با مطالعه لنارد درباره قدرت نفوذ پرتوهای کاتدی آغاز شد، نشان داد که الکترون‌های بسیار سریعی که از مواد رادیواکتیو ساطع می‌شوند، مسیرهایی را در گاز به شکل خطوط مستقیم تولید می‌کنند. طول مسیر متناسب با انرژی الکترون است. عکس‌های ردیابی ذرات α با انرژی بالا نشان می‌دهد که مسیرها از تعداد زیادی نقطه تشکیل شده‌اند. هر نقطه یک قطره آبی است که روی یک یون ظاهر می شود که در نتیجه برخورد یک الکترون با یک اتم ایجاد می شود. با دانستن اندازه یک اتم و غلظت آن، می‌توانیم تعداد اتم‌هایی را محاسبه کنیم که یک ذره α باید در یک فاصله معین از آنها عبور کند. یک محاسبه ساده نشان می دهد که یک ذره آلفا باید تقریباً 300 اتم را طی کند قبل از اینکه در مسیر خود با یکی از الکترون های تشکیل دهنده پوسته اتم روبرو شود و یونیزاسیون ایجاد کند.

این واقعیت به طور قانع کننده ای نشان می دهد که حجم الکترون ها کسری ناچیز از حجم یک اتم است. مسیر یک الکترون با انرژی کم منحنی است، بنابراین، الکترون کند توسط میدان درون اتمی منحرف می شود. در طول مسیر خود رویدادهای یونیزاسیون بیشتری ایجاد می کند.

از تئوری پراکندگی می توان داده هایی را برای تخمین زوایای انحراف بسته به انرژی الکترون به دست آورد. این داده ها با تجزیه و تحلیل مسیرهای واقعی به خوبی تأیید می شوند. همزمانی نظریه با آزمایش، ایده الکترون به عنوان کوچکترین ذره ماده را تقویت کرد.

نتیجه:

اندازه گیری بار الکتریکی اولیه امکان تعیین دقیق تعدادی از ثابت های فیزیکی مهم را باز کرد.
دانستن مقدار e به طور خودکار تعیین مقدار ثابت بنیادی - ثابت آووگادرو را ممکن می کند. قبل از آزمایش های میلیکان، تنها تخمین های تقریبی از ثابت آووگادرو وجود داشت که توسط نظریه جنبشی گازها ارائه می شد. این تخمین ها بر اساس محاسبات شعاع متوسط یک مولکول هوا بود و در محدوده نسبتاً وسیعی از 2 متغیر بود. 10 23 تا 20. 10 23 1 / مول.

فرض کنید بار Q که از محلول الکترولیت عبور کرده و مقدار ماده M که روی الکترود رسوب کرده است را می دانیم. سپس، اگر بار یون Ze 0 و جرم آن m 0 باشد، برابری برقرار است

اگر جرم ماده ته نشین شده برابر با یک مول باشد،

سپس Q = F- ثابت فارادی، و F = N 0 e، که از آن:

بدیهی است که دقت تعیین ثابت آووگادرو با دقت اندازه گیری بار الکترون تعیین می شود. تمرین مستلزم افزایش دقت در تعیین ثابت‌های بنیادی است و این یکی از مشوق‌ها برای ادامه بهبود روش اندازه‌گیری کوانتومی بار الکتریکی بود. این کار که در حال حاضر ماهیت محض اندازه گیری دارد تا امروز ادامه دارد.

دقیق ترین مقادیر در حال حاضر عبارتند از:

e = (4.8029±0.0005) 10 -10. واحدها هزینه SGSE؛

N 0 = (6.0230±0.0005) 10 23 1/mol.

با دانستن N o، می توان تعداد مولکول های گاز را در 1 سانتی متر 3 تعیین کرد، زیرا حجم اشغال شده توسط 1 مول گاز یک مقدار ثابت از قبل شناخته شده است.

دانستن تعداد مولکول های گاز در 1 سانتی متر مکعب، به نوبه خود، تعیین میانگین انرژی جنبشی حرکت حرارتی یک مولکول را ممکن کرد. در نهایت، از بار الکترون می توان ثابت پلانک و ثابت استفان بولتزمن را در قانون تابش گرمایی تعیین کرد.

جزئیات دسته: الکتریسیته و مغناطیس تاریخ انتشار 1394/06/08 05:51 بازدید: 6694

یکی از ثابت های اساسی در فیزیک، بار الکتریکی اولیه است. این یک کمیت اسکالر است که توانایی اجسام فیزیکی را برای شرکت در برهمکنش الکترومغناطیسی مشخص می کند.

بار الکتریکی ابتدایی کوچکترین بار مثبت یا منفی است که قابل تقسیم نیست. مقدار آن برابر با بار الکترون است.

این واقعیت که هر بار الکتریکی یافت شده در طبیعت همیشه برابر است با تعداد صحیح بارهای ابتدایی در سال 1752 توسط بنجامین فرانکلین، سیاستمدار و دیپلمات معروف، سیاستمدار و دیپلمات که به فعالیت های علمی و اختراعی نیز مشغول بود، پیشنهاد شد، اولین آمریکایی که تبدیل به آن شد. عضو آکادمی علوم روسیه.

بنجامین فرانکلین

اگر فرض فرانکلین درست باشد و بار الکتریکی هر جسم باردار یا سیستم اجسام متشکل از تعداد صحیح بارهای ابتدایی باشد، آنگاه این بار می تواند به طور ناگهانی با مقداری حاوی تعداد صحیح بارهای الکترون تغییر کند.

برای اولین بار، این موضوع توسط دانشمند آمریکایی، استاد دانشگاه شیکاگو، رابرت میلیکان، تأیید شد و کاملاً به طور تجربی مشخص شد.

تجربه میلیکان

نمودار آزمایش میلیکان

میلیکان اولین آزمایش معروف خود را با قطره های روغن در سال 1909 به همراه دستیارش هاروی فلچر انجام داد. آنها می گویند که در ابتدا قصد داشتند آزمایش را با استفاده از قطرات آب انجام دهند، اما آنها در عرض چند ثانیه تبخیر شدند که مشخصا برای به دست آوردن نتیجه کافی نبود. سپس میلیکن فلچر را به داروخانه فرستاد و در آنجا یک بطری اسپری و یک بطری روغن ساعت خرید. این برای موفقیت آزمایش کافی بود. پس از آن، میلیکان جایزه نوبل را دریافت کرد و فلچر دکترای خود را دریافت کرد.

رابرت میلیکن

هاروی فلچر

آزمایش میلیکان چه بود؟

یک قطره برقی شده از روغن تحت تأثیر گرانش بین دو صفحه فلزی فرو می‌افتد. اما اگر میدان الکتریکی بین آنها ایجاد شود، از سقوط قطره جلوگیری می کند. با اندازه گیری شدت میدان الکتریکی می توان بار افت را تعیین کرد.

آزمایش‌کنندگان دو صفحه خازن فلزی را در داخل ظرف قرار دادند. در آنجا، با استفاده از یک بطری اسپری، قطرات ریز روغن وارد شد که در اثر اصطکاک آنها با هوا، در هنگام پاشش بار منفی پیدا کردند.

در غیاب میدان الکتریکی، قطره سقوط می کند

تحت تأثیر گرانش F w = mg، قطرات شروع به سقوط کردند. اما از آنجایی که آنها در خلاء نبودند، بلکه در یک محیط بودند، نیروی مقاومت هوا مانع از سقوط آزادانه آنها شد. فراس = 6 پی rv 0 ، جایی که η – ویسکوزیته هوا چه زمانی F w و فراس متعادل، سقوط با سرعت یکنواخت شد v 0 . با اندازه گیری این سرعت، دانشمند شعاع افت را تعیین کرد.

یک قطره تحت تأثیر میدان الکتریکی "شناور" می شود

اگر در لحظه ریزش قطره، ولتاژی به صفحات اعمال می شد به گونه ای که صفحه بالایی بار مثبت و صفحه پایینی بار منفی دریافت می کرد، سقوط متوقف می شد. میدان الکتریکی در حال ظهور از او جلوگیری کرد. به نظر می رسید که قطرات معلق هستند. این اتفاق زمانی افتاد که نیروی اف آر با نیروی وارده از میدان الکتریکی متعادل می شود F r = eE ,

جایی که F r - حاصل گرانش و نیروی ارشمیدس

F r = 4/3 πr 3 ( ρ – ρ 0) g

ρ - چگالی یک قطره روغن؛

ρ 0 – تراکم هوا.

r شعاع افت است.

دانستن اف آر و E ، می توانیم مقدار را تعیین کنیم ه .

از آنجایی که اطمینان از ثابت ماندن یک قطره برای مدت طولانی بسیار دشوار بود، میلیکان و فلچر میدانی ایجاد کردند که در آن قطره پس از توقف، با سرعت بسیار کم شروع به حرکت به سمت بالا کرد. v . در این مورد

آزمایش ها بارها تکرار شد. بارها با تابش اشعه ایکس یا اشعه ماوراء بنفش به قطرات منتقل می‌شوند. اما هر بار، بار کل افت همیشه برابر با چندین بار اولیه بود.

در سال 1911، میلیکان ثابت کرد که بار الکترون 1.5924 (17) x 10-19 C است. دانشمند فقط 1% اشتباه می کرد. مقدار مدرن آن 1.602176487 (10) x 10 -19 C است.

آزمایش آیوف

آبرام فدوروویچ آیوف

باید گفت که تقریباً همزمان با میلیکان، اما مستقل از او، آزمایش های مشابهی توسط فیزیکدان روسی آبرام فدوروویچ آیوفه انجام شد. و تنظیمات آزمایشی او شبیه میلیکان بود. اما هوا از ظرف خارج شد و خلاء در آن ایجاد شد. و به جای قطرات روغن، آیوف از ذرات باردار کوچک روی استفاده کرد. حرکت آنها از طریق میکروسکوپ مشاهده شد.

نصب Ioffe

1- یک لوله

2-دوربین

3 - صفحات فلزی

4 - میکروسکوپ

5 - اشعه ماوراء بنفش

تحت تأثیر یک میدان الکترواستاتیک، یک ذره گرد و غبار روی سقوط کرد. به محض اینکه گرانش دانه گرد و غبار برابر با نیروی وارد بر آن از میدان الکتریکی شد، سقوط متوقف شد. تا زمانی که بار ذره غبار تغییر نکرده بود، بی حرکت به حالت آویزان ادامه می داد. اما اگر در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار می گرفت، بار آن کاهش می یافت و تعادل به هم می خورد. او دوباره شروع به سقوط کرد. سپس میزان شارژ روی صفحات افزایش یافت. بر این اساس، میدان الکتریکی افزایش یافت و سقوط دوباره متوقف شد. این کار چندین بار انجام شد. در نتیجه، مشخص شد که هر بار بار دانه غبار به میزانی تغییر می کند که مضربی از بار ذره بنیادی است.

آیوف مقدار بار این ذره را محاسبه نکرد. اما با انجام آزمایش مشابهی در سال 1925 به همراه فیزیکدان N.I. دوبرونراوف، با کمی تغییر تنظیمات آزمایشی و استفاده از ذرات غبار بیسموت به جای روی، این نظریه را تایید کرد.

تعریف دانشگاه

شارژ الکتریکی با روش الکترولیز

تجهیزات:منبع DC، کووت با الکترود از مجموعه الکترولیت، ولت متر آزمایشگاهی، مقاومت، ترازو با وزنه یا الکترونیک، کلید، سیم های اتصال، محلول سولفات مس، کرونومتر (یا ساعت با عقربه دوم).

توضیحاتی برای کار. برای تعیین بار یک الکترون، می توانید از قانون الکترولیز فارادی استفاده کنید، که در آن m جرم ماده آزاد شده در کاتد است. M جرم مولی ماده است. n ظرفیت ماده است. e - بار الکترون؛ Na ثابت آووگادرو است. I قدرت جریان در الکترولیت است. ∆t زمان عبور جریان از الکترولیت است.

از این فرمول مشخص می شود که برای دستیابی به هدف کار، شناخت جرم مولی ماده آزاد شده در کاتد، ظرفیت آن و ثابت آووگادرو ضروری است. علاوه بر این، در طول آزمایش لازم است قدرت جریان و زمان جاری شدن آن اندازه گیری شود و پس از پایان الکترولیز، جرم ماده آزاد شده در کاتد اندازه گیری شود.

برای انجام آزمایش، از محلول آبی اشباع سولفات مس استفاده می شود که داخل یک کووت با دو الکترود مسی ریخته می شود. یک الکترود به طور صلب در مرکز کووت ثابت شده است و دیگری (قابل جابجایی) روی دیواره آن قرار دارد.

در یک محلول آبی، تفکیک مولکول‌های نه تنها سولفات مس (CuS04 = Cu2 + +)، بلکه همچنین از آب (H20 = H + + OH -) نیز رخ می‌دهد، اگرچه به میزان ضعیفی. بنابراین، محلول آبی CuS04 حاوی یون های Cu2+ و H+ مثبت و یون های SO2- و OH- منفی است. اگر میدان الکتریکی بین الکترودها ایجاد شود، یون‌های مثبت به سمت کاتد و یون‌های منفی به سمت آند حرکت می‌کنند. یون های Cu2+ و H+ به کاتد نزدیک می شوند، اما همه آنها تخلیه نمی شوند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که اتم های مس و هیدروژن به راحتی به یون های دارای بار مثبت تبدیل می شوند و الکترون های بیرونی خود را از دست می دهند. اما یون مس یک الکترون را راحت تر از یون هیدروژن به هم متصل می کند. بنابراین، یون های مس در کاتد تخلیه می شوند.

یون های منفی و OH- به سمت آند حرکت می کنند، اما هیچ یک از آنها تخلیه نمی شود. در این حالت مس شروع به حل شدن می کند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که اتم های مس راحت تر از یون ها و OH الکترون ها را به قسمت خارجی مدار الکتریکی می دهند - و با تبدیل شدن به یون های مثبت به محلول می روند: Cu = Cu2 + + 2e-.

بنابراین، هنگامی که الکترودها به منبع جریان مستقیم متصل می شوند، حرکت هدایت شده یون ها در محلول سولفات مس رخ می دهد که منجر به آزاد شدن مس خالص در کاتد می شود.

برای اینکه لایه مس آزاد شده متراکم باشد و به خوبی روی کاتد حفظ شود، الکترولیز توصیه می شود با جریان کم در محلول انجام شود. و از آنجایی که این امر منجر به خطای بزرگ اندازه گیری خواهد شد، به جای آمپرمتر آزمایشگاهی، از مقاومت و ولت متر در کار استفاده می شود. بر اساس قرائت ولت متر U و مقاومت مقاومت R (روی بدنه آن نشان داده شده است)، قدرت جریان I تعیین می شود. نمودار شماتیک تنظیم آزمایشی در شکل 12 نشان داده شده است.

قدرت جریان در الکترولیت ممکن است در طول آزمایش تغییر کند، بنابراین مقدار متوسط آن 1sr در فرمول تعیین بار جایگزین می شود. مقدار متوسط جریان با ثبت قرائت های ولت متر هر 30 ثانیه در کل زمان مشاهده تعیین می شود، سپس آنها جمع می شوند و مقدار حاصل بر تعداد اندازه گیری ها تقسیم می شود. Ucp اینگونه پیدا می شود. سپس با استفاده از قانون اهم، Icp برای بخشی از مدار پیدا می شود. ثبت نتایج اندازه گیری ولتاژ در یک جدول کمکی راحت تر است.

زمان جریان با کرونومتر اندازه گیری می شود.

مراحل آماده سازی برای کار

1. مشخص کنید که کدام کمیت های فیزیکی تحت اندازه گیری مستقیم برای تعیین بار یک الکترون با روش استفاده شده در این کار هستند. برای اندازه گیری از چه ابزارهای اندازه گیری استفاده می شود؟ حدود خطاهای مطلق این ابزارها را تعیین و یادداشت کنید.

2. در هنگام استفاده از کرونومتر، ولت متر و ترازو، حدود خطاهای مطلق خواندن را تعیین و یادداشت کنید.

3. فرمول تعیین حد خطای مطلق Δе را بنویسید.

4. جدولی برای ثبت اندازه گیری ها، خطاها و محاسبات خود تهیه کنید.

یک جدول کمکی برای ثبت قرائت های ولت متر تهیه کنید.

به سوالات پاسخ دهید

چرا زمان جریان در الکترولیت بر خطای نتیجه اندازه گیری بار الکترون تأثیر می گذارد؟

غلظت یک محلول چگونه بر نتیجه اندازه گیری بار الکترون تأثیر می گذارد؟

ظرفیت مس چقدر است؟

جرم مولی مس چقدر است؟

ثابت آووگادرو چیست؟

رویه اجرای کار

1. جرم الکترود قابل جابجایی t1 را روی ترازو تعیین کنید.

2. الکترود را به کووت وصل کنید و مدار الکتریکی نشان داده شده در شکل 12 را مونتاژ کنید. مطمئن شوید که الکترود قابل جابجایی به قطب منفی منبع ولتاژ متصل است.

3. کووت را با محلول سولفات مس پر کنید، کلید را ببندید و قرائت های ولت متر را هر 30 ثانیه به مدت 15 دقیقه ثبت کنید.

4. بعد از 15 دقیقه کلید را باز کرده، مدار را جدا کرده، الکترود را جدا کرده، خشک کرده و جرم آن را m2 به همراه مس رسوب کرده روی آن تعیین کنید.

5. جرم مس آزاد شده را محاسبه کنید: t- و حد خطای مطلق اندازه گیری آن ∆t.

6. ولتاژ متوسط در مقاومت Uav و جریان متوسط در الکترولیت را محاسبه کنید. منچهارشنبه

7. بار الکترون e را محاسبه کنید.

8. حد خطای مطلق برای تعیین بار الکترون ∆e را محاسبه کنید.

9. نتیجه تعیین شارژ را با در نظر گرفتن حد خطای مطلق بنویسید.

10. بار الکترون تعیین شده از نتایج آزمایش را با مقدار جدول مقایسه کنید.

یادداشت روش شناختی. دانش آموزان قبلاً در مورد الکترون از درس شیمی و بخش مربوطه از برنامه درسی کلاس هفتم می دانند. اکنون باید درک خود را از اولین ذره بنیادی ماده عمیق تر کنیم، آنچه را که آموخته ایم به یاد بیاوریم، آن را با اولین مبحث بخش "الکترواستاتیک" مرتبط کنیم و به سطح بالاتری از تفسیر بار اولیه برویم. باید پیچیدگی مفهوم بار الکتریکی را در نظر داشت. سفر پیشنهادی می تواند به آشکار شدن این مفهوم و رسیدن به اصل موضوع کمک کند.

الکترون تاریخچه پیچیده ای دارد. برای رسیدن به هدف در کوتاه ترین راه ممکن، توصیه می شود داستان را به شرح زیر انجام دهید.

بدبینانی بودند که عموماً کشف الکترون را نادیده گرفتند. آکادمیسین A.F. Ioffe در خاطرات خود درباره معلم خود V.K. Roentgen می نویسد: "تا سال 1906-1907، کلمه الکترون نباید در موسسه فیزیک دانشگاه مونیخ تلفظ می شد. رونتگن آن را یک فرضیه اثبات نشده می دانست که اغلب بدون کافی استفاده می شد. زمینه و بدون نیاز».

الکترون هنوز از چارچوب علم «خالص» خارج نشده است. به یاد داشته باشید که اولین لوله خلاء تنها در سال 1907 ظاهر شد.

برای حرکت از ایمان به اعتقاد، قبل از هر چیز لازم بود که الکترون را جدا کرده و روشی برای اندازه گیری مستقیم و دقیق بار اولیه ابداع کنیم.

این مشکل توسط فیزیکدان آمریکایی رابرت میلیکان (1868-1953) در یک سری آزمایش های ظریف که در سال 1906 آغاز شد، حل شد.

رابرت میلیکن در سال 1868 در ایلینوی در یک خانواده کشیش فقیر به دنیا آمد. او دوران کودکی خود را در شهر استانی ماکوکتا گذراند، جایی که توجه زیادی به ورزش و تدریس ضعیف شد. یک مدیر دبیرستانی که فیزیک تدریس می کرد، به عنوان مثال، به شنوندگان جوان خود گفت: "چطور می توانید از امواج صدا در بیاورید؟ پسران مزخرف، همه چیز مزخرف است!"

نسبت نیروی وارد بر یک قطره در ابر به سرعتی که به دست می آورد در حالت اول و دوم یکسان است. در حالت اول نیرو برابر mg است، در حالت دوم mg + qE که q بار قطره است، E شدت میدان الکتریکی است. اگر سرعت در حالت اول v 1 در حالت دوم v 2 باشد، پس

با دانستن وابستگی سرعت ریزش ابر v به ویسکوزیته هوا، می توانیم بار مورد نیاز q را محاسبه کنیم. با این حال، این روش به دلیل اینکه حاوی مفروضات فرضی خارج از کنترل آزمایشگر بود، دقت مطلوب را ارائه نکرد.

با تأمل در مورد این مشکل، Millikan روش کلاسیک دراپ را ارائه کرد که تعدادی از احتمالات غیرمنتظره را باز کرد. ما به خود نویسنده اجازه می دهیم داستان اختراع را تعریف کند:

"با درک اینکه میزان تبخیر قطرات ناشناخته باقی مانده است، سعی کردم روشی بیابم که این مقدار نامشخص را کاملاً از بین ببرد. برنامه من به شرح زیر بود. در آزمایشات قبلی، میدان الکتریکی فقط می توانست کمی سرعت را افزایش یا کاهش دهد. سقوط بالای ابر تحت تأثیر گرانش. اکنون "من می خواستم آن میدان را آنقدر تقویت کنم که سطح بالایی ابر در یک ارتفاع ثابت باقی بماند. در این صورت، تعیین دقیق سرعت تبخیر ممکن شد. ابر و آن را در محاسبات در نظر بگیرید." برای اجرای این ایده، Millikan یک باتری قابل شارژ با اندازه کوچک طراحی کرد که ولتاژی تا 104 ولت تولید می کرد (برای آن زمان این یک دستاورد برجسته یک آزمایشگر بود). باید میدانی به اندازه کافی قوی ایجاد می کرد که ابر را معلق نگه دارد، مانند «تابوت محمد».

ملیکان می گوید: «وقتی همه چیز را آماده کردم، و وقتی ابر شکل گرفت، کلید را چرخاندم و ابر در میدان الکتریکی قرار گرفت و در آن لحظه جلوی چشمانم ذوب شد، به عبارت دیگر، یک قطعه کوچک نبود. از کل ابر باقی مانده است که می توان با استفاده از ابزار نوری کنترلی مشاهده کرد، همانطور که ویلسون انجام داد و من می خواستم انجام دهم. همانطور که در ابتدا به نظرم رسید، ناپدید شدن ابر بدون هیچ اثری در میدان الکتریکی بین قسمت بالایی و صفحات پایین به این معنی بود که آزمایش بیهوده به پایان رسید..."

با این حال، همانطور که اغلب در تاریخ علم اتفاق افتاده است، شکست ایده جدیدی را به وجود آورد. منجر به روش معروف دراپ شد. میلیکان می نویسد: "آزمایش های مکرر نشان داد که پس از پراکندگی ابر در یک میدان الکتریکی قدرتمند، می توان چندین قطره آب را در جای خود تشخیص داد" (تاکید شده است - V.D.).

آزمایش "ناموفق" منجر به کشف امکان حفظ تک تک قطرات در تعادل و مشاهده آنها برای مدت طولانی شد.

پس از 7 یا 8 دقیقه، ابر از بین می رود و تعداد کمی قطرات در میدان دید باقی می ماند که بار آن مطابق با موازنه نیروها است.

میلیکان این قطرات را به صورت نقاط روشن متمایز مشاهده کرد. او می نویسد: «تاریخچه این قطرات معمولاً به این صورت است.» در صورت غلبه جزئی گرانش بر نیروی میدان، به آرامی شروع به سقوط می کنند، اما از آنجایی که به تدریج تبخیر می شوند، حرکت رو به پایین آنها به زودی متوقف می شود و آنها برای مدت طولانی بی حرکت می شوند. "سپس میدان شروع به تسلط می کند و قطرات به آرامی شروع به بالا رفتن می کنند. در اواخر عمر آنها در فضای بین صفحات، این حرکت رو به بالا بسیار تسریع می شود و آنها با سرعت زیاد جذب می شوند. به صفحه بالایی."

نمودار نصب Millikan، که با آن نتایج قاطع در سال 1909 به دست آمد، در شکل 17 نشان داده شده است.

ولتاژ 104 ولت از باتری B به صفحات خازن تامین می شد که با استفاده از کلید می توان صفحات را اتصال کوتاه کرد و در نتیجه میدان الکتریکی را از بین برد.

با استفاده از دستگاه مخصوص، پایین آوردن پیستون باعث انبساط گاز شد. 1-2 ثانیه پس از انبساط، رادیوم توسط یک صفحه نمایشگر حذف یا پوشیده شد. سپس میدان الکتریکی روشن شد و رصد قطرات از طریق تلسکوپ آغاز شد.

لوله دارای مقیاسی بود که بر اساس آن می‌توان مسیر طی شده توسط قطره را در مدت زمان معینی شمارش کرد. زمان با استفاده از یک ساعت دقیق با قفل ثبت شد.

میلیکان می نویسد: "در حین کار بر روی قطرات معلق، چندین بار فراموش کردم که آنها را در برابر پرتوهای رادیوم محافظت کنم. سپس به طور اتفاقی متوجه شدم که هر از گاهی یکی از قطره ها ناگهان شارژ خود را تغییر می دهد و شروع به حرکت در امتداد میدان می کند. در برابر آن، ظاهراً در مورد اول یک یون مثبت و در مورد دوم یک یون منفی گرفت. این امکان را برای اندازه گیری با قطعیت نه تنها بارهای تک تک قطره ها، همانطور که تا آن زمان انجام داده بودم، بلکه بار را نیز باز کرد. از یک یون اتمسفر منفرد

در واقع، با اندازه گیری سرعت یک قطره دو بار، یک بار قبل و یک بار بعد از گرفتن یون، به وضوح می توانم خصوصیات قطره و خواص محیط را کاملاً حذف کنم و با مقداری متناسب با بار عمل کنم. از یون دستگیر شده."

بار اولیه توسط Millikan بر اساس ملاحظات زیر محاسبه شد. سرعت حرکت یک قطره متناسب با نیروی وارد بر آن است و به بار قطره بستگی ندارد.

اگر فقط با سرعت v 1 قطره ای بین صفحات خازن تحت تأثیر گرانش بیفتد،

هنگامی که میدانی که بر خلاف گرانش است روشن می شود، نیروی عمل کننده تفاوت qE = mg است، جایی که q بار افت است، E مدول قدرت میدان است.

سرعت افت برابر با:

v 2 = k (qE - mg) (2)

اگر برابری (1) را بر (2) تقسیم کنیم، به دست می آید

بگذارید قطره یک یون را بگیرد و بار آن برابر با q' و سرعت حرکت v 2' شود. بار این یون به دام افتاده را با e نشان می دهیم سپس e = q′ - q.

با استفاده از (3) دریافت می کنیم

مقدار برای یک افت معین ثابت است.

در نتیجه، هر باری که توسط قطره گرفته شود، متناسب با اختلاف سرعت (v' 2 -v 2) خواهد بود، به عبارت دیگر، متناسب با تغییر سرعت افت در اثر جذب یون خواهد بود!

بنابراین، اندازه‌گیری بار اولیه به اندازه‌گیری مسیر طی شده توسط قطره و زمانی که طی آن این مسیر طی شده است، کاهش یافت.

مشاهدات متعدد اعتبار فرمول (4) را نشان داده است. معلوم شد که مقدار e فقط در پرش ها می تواند تغییر کند! شارژهای e، 2e، 3e، 4e و ... همیشه مشاهده می شود.

میلیکان می نویسد: «در بسیاری از موارد، این افت به مدت پنج یا شش ساعت مشاهده شد و در این مدت نه هشت یا ده یون، بلکه صدها یون را جذب کرد. در مجموع، من جذب هزاران یون را مشاهده کردم. به این ترتیب، و در همه موارد، بار جذب شده... یا دقیقاً برابر با کوچکترین بارهای گرفته شده بود، یا برابر بود با مضرب کوچکی از این مقدار. این یک دلیل مستقیم و غیرقابل انکار است که الکترون یک "میانگین آماری" نیست، بلکه تمام بارهای الکتریکی یونها یا دقیقاً برابر با بار الکترون هستند یا مضربهای صحیح کوچک آن بار را نشان می دهند.

روش Millikan این امکان را فراهم کرد که بدون ابهام به این سوال پاسخ دهیم.

در اولین آزمایش‌ها، بارها با یونیزاسیون مولکول‌های گاز خنثی توسط جریانی از تشعشعات رادیواکتیو ایجاد شدند. بار یون های جذب شده توسط قطرات اندازه گیری شد.

هنگامی که مایعی با یک بطری اسپری پاشیده می شود، قطرات به دلیل اصطکاک برق می شوند. این در قرن نوزدهم به خوبی شناخته شده بود. آیا این بارها نیز مانند بارهای یونی کوانتیزه می شوند؟

Millikan قطرات را پس از پاشش "وزن" می کند و بارها را به روشی که در بالا توضیح داده شد اندازه گیری می کند. تجربه همان گسستگی بار الکتریکی را نشان می دهد.

در سال 1913، Millikan نتایج آزمایش های متعدد را خلاصه کرد و مقدار زیر را برای بار اولیه ارائه کرد: e = 4.774·10 -10 واحد. شارژ SGSE

این گونه بود که یکی از مهم ترین ثابت های فیزیک مدرن ایجاد شد. تعیین بار الکتریکی به یک مسئله ساده حسابی تبدیل شد.

تجسم الکترون. نقش عمده ای در تقویت ایده واقعیت الکترون توسط کشف G.A. Wilson در مورد اثر تراکم بخار آب بر روی یون ها ایفا شد که منجر به امکان عکاسی از مسیرهای ذرات شد.

آنها می گویند که A. Compton در طول یک سخنرانی نتوانست شنونده شکاک را به واقعیت وجود ریزذرات متقاعد کند. او اصرار داشت که تنها پس از دیدن آنها با چشمان خود باور خواهد کرد.

سپس کامپتون عکسی از مسیر ذره α را نشان داد که در کنار آن اثر انگشت وجود داشت. "آیا میدانید این چیست؟" - از کامپتون پرسید. شنونده پاسخ داد: «انگشت». کامپتون با جدیت گفت: «در این صورت، این نوار درخشان همان ذره است.»

عکس‌های ردهای الکترونی نه تنها گواه واقعیت الکترون‌ها بود. آنها فرض کوچک بودن الکترون ها را تایید کردند و امکان مقایسه نتایج محاسبات نظری که شامل شعاع الکترون بود را با آزمایش ممکن کردند. آزمایش‌هایی که با مطالعه لنارد درباره قدرت نفوذ پرتوهای کاتدی آغاز شد، نشان داد که الکترون‌های بسیار سریعی که از مواد رادیواکتیو ساطع می‌شوند، مسیرهایی را در گاز به شکل خطوط مستقیم تولید می‌کنند. طول مسیر متناسب با انرژی الکترون است. عکس‌های ردیابی ذرات α با انرژی بالا نشان می‌دهد که مسیرها از تعداد زیادی نقطه تشکیل شده‌اند. هر نقطه یک قطره آبی است که روی یک یون ظاهر می شود که در نتیجه برخورد یک الکترون با یک اتم ایجاد می شود. با دانستن اندازه یک اتم و غلظت آن، می‌توانیم تعداد اتم‌هایی را محاسبه کنیم که یک ذره α باید در یک فاصله معین از آنها عبور کند. یک محاسبه ساده نشان می دهد که یک ذره آلفا باید تقریباً 300 اتم را طی کند قبل از اینکه با یکی از الکترون هایی که پوسته اتم را تشکیل می دهد و در مسیر خود یونیزاسیون ایجاد می کند، برخورد کند.

از تئوری پراکندگی می توان داده هایی را برای تخمین زوایای انحراف به عنوان تابعی از انرژی الکترون به دست آورد. این داده ها با تجزیه و تحلیل آهنگ های واقعی به خوبی تأیید می شوند. توافق بین تئوری و آزمایش، ایده الکترون را به عنوان کوچکترین ذره ماده تقویت کرد.

اندازه گیری بار الکتریکی اولیه امکان تعیین دقیق تعدادی از ثابت های فیزیکی مهم را باز کرد.

دانستن مقدار e به طور خودکار تعیین مقدار ثابت بنیادی - ثابت آووگادرو را ممکن می کند. قبل از آزمایش های میلیکان، تنها تخمین های تقریبی از ثابت آووگادرو وجود داشت که توسط نظریه جنبشی گازها ارائه می شد. این تخمین ها بر اساس محاسبات شعاع متوسط یک مولکول هوا بود و در محدوده نسبتاً وسیعی از 2·1023 تا 20·10231/mol قرار داشت.

اگر جرم ماده ته نشین شده برابر با یک مول باشد، Q = F ثابت فارادی است و F = N 0 e، که N 0 = F/e است. بدیهی است که دقت تعیین ثابت آووگادرو با دقت اندازه گیری بار الکترون تعیین می شود.

تمرین مستلزم افزایش دقت در تعیین ثابت های اساسی است و این یکی از مشوق ها برای ادامه بهبود تکنیک اندازه گیری کوانتومی بار الکتریکی بود. این کار که در حال حاضر ماهیت محض اندازه گیری دارد تا امروز ادامه دارد.

دقیق ترین مقادیر در حال حاضر عبارتند از:

e = (4.8029±0.0005) 10 -10 واحد. هزینه SGSE؛

N 0 = (6.0230±0.0005) 10 23 1/mol.

با دانستن N 0، می توان تعداد مولکول های گاز را در 1 سانتی متر 3 تعیین کرد، زیرا حجم اشغال شده توسط 1 مول گاز یک مقدار ثابت از قبل شناخته شده است.

دانستن تعداد مولکول های گاز در 1 سانتی متر مکعب، به نوبه خود، تعیین میانگین انرژی جنبشی حرکت حرارتی یک مولکول را ممکن کرد.

در نهایت، از بار الکترون می توان ثابت پلانک و ثابت استفان بولتزمن را در قانون تابش گرمایی تعیین کرد.

پرشینا آنا، سوالنیکوف الکسی، لوزیانین رومن.

هدف کار: یاد بگیرید که مقدار بار اولیه را با الکترولیز تعیین کنید.مطالعه روش های تعیین بارالکترون

تجهیزات: ظرف استوانه ای با محلول سولفات مس، لامپ، الکترود، ترازو، آمپرمتر، منبع ولتاژ ثابت، رئوستات، ساعت، کلید، سیم های اتصال.

دانلود:

پیش نمایش:

برای استفاده از پیش نمایش ارائه، یک حساب Google ایجاد کنید و وارد آن شوید: https://accounts.google.com

شرح اسلاید:

کار آزمایشگاهی تعیین بار اولیه با الکترولیز انجام شده توسط دانش آموزان مدرسه متوسطه Chuchkovskaya کلاس 10: آنا Parshina، Alexey Sevalnikov، رومن Luzyanin. رئیس: معلم فیزیک چکالینا O.Yu.

هدف کار: یاد بگیرید که مقدار بار اولیه را با الکترولیز تعیین کنید. روش های مطالعه برای تعیین بار یک الکترون تجهیزات: ظرف استوانه ای با محلول سولفات مس، لامپ، الکترود، ترازو، آمپر متر، منبع ولتاژ ثابت، رئوستات، ساعت، کلید، سیم های اتصال.

ما زنجیره را جمع آوری کرده ایم: پیشرفت کار:

نتیجه کار ماست

ما یاد گرفتیم که چگونه مقدار بار اولیه را با استفاده از الکترولیز تعیین کنیم و روش هایی را برای تعیین بار یک الکترون مطالعه کردیم. نتیجه:

V. Ya. Bryusov "دنیای الکترون" شاید این الکترون ها جهان هایی باشند که در آن پنج قاره وجود دارد، هنر، دانش، جنگ، تاج و تخت و خاطره چهل قرن! همچنین، شاید هر اتم یک جهان با صد سیاره باشد. هر چیزی که اینجاست در حجم فشرده وجود دارد، اما آنچه اینجا نیست. اندازه‌های آنها کوچک است، اما بی‌نهایتی آنها همچنان همان است که اینجاست. غم و شور است، مثل اینجا و آنجا هم همان تکبر دنیوی است. حکیمانشان که دنیای بی کران خود را در مرکز هستی قرار داده اند، به نفوذ در جرقه های رمز و راز بشتابند و مانند من فکر کنند. و در لحظه‌ای که جریان‌های نیروهای جدید از نابودی ایجاد می‌شوند، در رویای خود هیپنوتیزم فریاد می‌زنند که خدا مشعلش را خاموش کرده است!