Как микрометром измерить заряд электрона

[VPD]

Ответ на вопрос, поставленный в названии темы "Как микрометром измерить заряд электрона" можно коротко сформулировать так.
Связь заряда электрона $e$ с удлинением $ \Delta l$, стальной метровой проволоки диаметром $d =1$ мм грузом $m=$ 1кг определена следующим образом:
$$e \leqslant r (8g/\pi k)^{0,5}{(m /\xi d^2)^{0,5}} \leqslant $ $ 3,38 \cdot 10^{-19} / \Delta l^{0,5}$, Кл
где, $\Delta l$ – показания микрометра в сотых миллиметра, которые в условиях гаражных измерений составило 5 …7 «соток», что даёт
$e =1,51 …1,28 \cdot 10^{-19}$ Кл.
Вполне возможно в лабораторных условиях удастся уменьшить разброс значений заряда и приблизить его к справочному.
Весьма благодарен EUgeneUS и Geen за полезное (для меня) обсуждение.

Ende
Топикстартер просит читать последнюю формулу как $e \leqslant r^{2} (8g/\pi k)^{0,5}{(m /\xi d^2)^{0,5}} \leqslant 3,38 \cdot 10^{-19} / \Delta l^{0,5}$ (добавилась вторая степень при $r$).

[EUgeneUS]

VPD в сообщении #1589404 писал(а):

Весьма благодарен EUgeneUS и Geen за полезное (для меня) обсуждение.

Не стоит благодарности, ибо, меня гложут смутные сомнения, что Вы так и не поняли, что же Вам пытались объяснить.

[VPD]

EUgeneUS в сообщении #1589408 писал(а):

VPD в сообщении #1589404 писал(а):

Весьма благодарен EUgeneUS и Geen за полезное (для меня) обсуждение.

Не стоит благодарности, ибо, меня гложут смутные сомнения, что Вы так и не поняли, что же Вам пытались объяснить.

Всё я понял.
Вы пытаетесь спорить с определением косвенных измерений.
Косвенное измерение — определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.
В этом определении отсутствует ваше требование достоверности функции связи искомого и связанных с ней величин.
Это требование избыточно и выходит за рамки собственно понятия измерений.

[EUgeneUS]

VPD в сообщении #1589412 писал(а):

Всё я понял.
Вы пытаетесь спорить с определением косвенных измерений.

Нет, не поняли.
Если будете где-либо "докладывать Ваши результаты", просьба - не поминать в суе мой ник и моё участие в этой теме. Так как помочь Вам у меня так и не получилось.

[VPD]

EUgeneUS в сообщении #1589432 писал(а):

VPD в сообщении #1589412 писал(а):

Всё я понял.
Вы пытаетесь спорить с определением косвенных измерений.

Нет, не поняли.
Если будете где-либо "докладывать Ваши результаты", просьба - не поминать в суе мой ник и моё участие в этой теме. Так как помочь Вам у меня так и не получилось.

Обязуюсь, торжественно!

[Geen]

EUgeneUS в сообщении #1589432 писал(а):

просьба - не поминать в суе мой ник и моё участие в этой теме

аналогично.

[VPD]

Geen в сообщении #1589510 писал(а):

EUgeneUS в сообщении #1589432 писал(а):

просьба - не поминать в суе мой ник и моё участие в этой теме

аналогично.

Всенепременнейше!

[VPD]

Уважаемые физики и любители физики.
В результате обсуждения этой темы два моих оппонента принципиально считают, что нахождение одной физической величины, связанной с другой физической величиной линейной связью, не является измерением.
Связь следующая:
$e= kD$ (1)
где $e$ - заряд электрона;
$k$ - константа, определяемая свойствами железа и геометрическими размерами стальной проволоки;
$D$ - удлинение проволоки.
Измеряется $D$ и по (1) вычисляется $e$.
Есть ли желающие высказаться?

[Dmitriy40]

Ваша ошибка в этом:

VPD в сообщении #1590137 писал(а):

$k$ - константа, определяемая свойствами железа и геометрическими размерами стальной проволоки;

И Вам минимум дважды об этом сказали.

VPD в сообщении #1590137 писал(а):

Есть ли желающие высказаться?

Да: в пургаторий. Из-за упорства ТС в невежестве.

[VPD]

Dmitriy40 в сообщении #1590141 писал(а):

Ваша ошибка в этом:

VPD в сообщении #1590137 писал(а):

$k$ - константа, определяемая свойствами железа и геометрическими размерами стальной проволоки;

И Вам минимум дважды об этом сказали.

Сказали что проволока не является преобразователем электрической величины в механическую?
Но это неверно, поскольку силы упругости, определяющие удлинение проволоки - электрические.

[Dmitriy40]

VPD
Сказали что это не константа и зависит от заряда электрона, а значит Вы ходите по кругу и $e$ у Вас присутствует и слева и справа от знака равенства. Не потому что его нельзя оттуда убрать правилами математики, а потому что прочие константы были когда-то определены исходя из некоторого значения $e$ и пользуясь табличными значениями констант Вы неявно используете и табличное же значение $e$. А значит измеряете точно не его. Точка. Если Вы этого не поняли даже со второго раза, то это уже Ваши проблемы и объяснять в третий (или какой там) раз ни у кого желания больше нет.

[amon]

VPD в сообщении #1590137 писал(а):

Связь следующая:
$e= kD$ (1)
где $e$ - заряд электрона;
$k$ - константа, определяемая свойствами железа и геометрическими размерами стальной проволоки;
$D$ - удлинение проволоки.
Измеряется $D$ и по (1) вычисляется $e$.
Есть ли желающие высказаться?

Это утверждение противоречит Вашему же

VPD в сообщении #1589404 писал(а):

$e \leqslant r (8g/\pi k)^{0,5}{(m /\xi d^2)^{0,5}} \leqslant 3,38 \cdot 10^{-19} / \Delta l^{0,5}$

Вообще, из соображений размерности, модуль силы (любой) есть

$$F=\operatorname{const}\frac{e^2}{r^2}$$

Подобрав соответствующую константу и длину можно получить отсюда заряд электрона с любой точностью. Вы пытаетесь как-то вычислить (подобрать) эти параметры, но как это делается остается загадкой, поскольку написано это так, что понять что-либо невозможно. Попробуйте воспользоваться операторами

\frac{}{}

и

\sqrt{}

что бы переписать выкладки в читабельном виде, но вряд ли это поможет.

[VPD]

Dmitriy40 в сообщении #1590145 писал(а):

VPD
Сказали что это не константа и зависит от заряда электрона, а значит Вы ходите по кругу и $e$ у Вас присутствует и слева и справа от знака равенства. Не потому что его нельзя оттуда убрать правилами математики, а потому что прочие константы были когда-то определены исходя из некоторого значения $e$ и пользуясь табличными значениями констант Вы неявно используете и табличное же значение $e$. А значит измеряете точно не его. Точка. Если Вы этого не поняли даже со второго раза, то это уже Ваши проблемы и объяснять в третий (или какой там) раз ни у кого желания больше нет.

Не могу с вами согласится.
Я нигде не использовал значение заряда электрона для вывода формулы преобразования . Только размер ячейки кристалла $r$, который определяет длину металлической связи в железе:
$$e \leqslant r (8g/\pi k)^{0,5}{(m /\xi d^2)^{0,5}} $, Кл
Скажите, пожалуйста, в какой величине этой формулы вы видите использование заряда электрона?
$g$ - ускорение свободного падения;
$k $- константа из закона Кулона;
$m $ -масса груза;
$d$ - диаметр проволоки:
$\xi$ - относительное удлинение проволоки.

-- 18.04.2023, 17:38 --

amon в сообщении #1590151 писал(а):

VPD в сообщении #1590137 писал(а):

Связь следующая:
$e= kD$ (1)
где $e$ - заряд электрона;
$k$ - константа, определяемая свойствами железа и геометрическими размерами стальной проволоки;
$D$ - удлинение проволоки.
Измеряется $D$ и по (1) вычисляется $e$.
Есть ли желающие высказаться?

Это утверждение противоречит Вашему же

VPD в сообщении #1589404 писал(а):

$e \leqslant r (8g/\pi k)^{0,5}{(m /\xi d^2)^{0,5}} \leqslant 3,38 \cdot 10^{-19} / \Delta l^{0,5}$

В чём противоречит? В том, что удлинение проволоки в знаменателе?

amon в сообщении #1590151 писал(а):

Вообще, из соображений размерности, модуль силы (любой) есть

$$F=\operatorname{const}\frac{e^2}{r^2}$$

Подобрав соответствующую константу и длину можно получить отсюда заряд электрона с любой точностью. Вы пытаетесь как-то вычислить (подобрать) эти параметры, но как это делается остается загадкой, поскольку написано это так, что понять что-либо невозможно.

Подобрать, конечно, можно, но я предлагаю измерение, а не расчёт.
Можно формулу записать и так:
$e \leqslant r$\sqrt{8g/\pi k}$ $\sqrt{m /\xi d^2}$ \leqslant 3,38 \cdot 10^{-19} / $\sqrt{\Delta l}$$

[Dmitriy40]

VPD в сообщении #1590152 писал(а):

Не могу с вами согласится.

И не надо: я лишь суммировал (возможно излишне категорично) высказывания физиков выше по теме.

[amon]

VPD в сообщении #1590152 писал(а):

В чём противоречит? В том, что удлинение проволоки в знаменателе?

В этом и еще в том, что степень другая. То есть, какая-то из двух формул ошибочна.

VPD в сообщении #1590152 писал(а):

$e \leqslant r\sqrt{8g/\pi k}\sqrt{m /\xi d^2}\leqslant 3,38 \cdot 10^{-19} / \sqrt{\Delta l}$

(Оффтоп)

Не надо где не попадя лепить доллары, чай не нищие. Знаки доллара должны быть только в начале и в конце формулы. Наведите курсор на формулу выше и посмотрите как она поправлена.

Перепишем это так:

$$mg=F=\frac{e^2}{r^2}\left(\frac{\pi \xi d^2}{8}\right)$$

(работаем в Гауссовой системе единиц, поэтому никакого $k$ нет). В таком виде выражение, во-первых, стало читаемым, а во-вторых, видно, что оно ошибочно - величина в скобках должна быть безразмерной.

Вы измеряете удлинение, а не заряд электрона. Само по себе, это не страшно. Милликен тоже измерял не заряд, а напряженность электрического поля. Но тогда надо аккуратно обосновать, как измеряемая величина связана с той, которую Вы хотите получить, сделать это без ошибок и так, чтобы другие поняли.