Газларда электр токи

Ионнинг кимиёвий эквиваленти деб ионнинг А моляр массасини унинг Z валентлигига нисбатига айтилади: k_x=A/Z. Шунинг учун электрокимиёвий эквивалент
(20.3)
бу ерда Ь - Фарадей доимийси деб аталган универсал доимий. (20.3) ифодани (20.1) га қўйиб
(20.4)
ни оламиз.
(20.4) формула ўзида Фарадейнинг иккала қонунини бирлаштирган, яъни у электролиз учун Фарадейнинг умумлашган қонунининг ёзилишидир.
Агар t вақт оралиғида электролит орқали I доимий ток ўтказилса, у ҳолда заряд Q = It ва (20.4) тенгламани қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин:
(20.4)
Фарадейнинг (20.4) умумлашган қонунидан Фарадей доимийсининг физик маҳносини тушуниб олиш осон. Агар m = А/Z бўлса, электролит орқали ўтган заряд Фарадей сонига тенг. Демак, Фарадей доимийси сон жиҳатдан электродда 1 молp бир валентли модда ажралиб чиқиши учун электролит орқали ўтган заряд миқдорига тенг.
Фарадей қонунлари илк бор ҳар қандай электр заряд яхлит сондаги “электр атомларидан” - элементар зарядлардан ташкил топган деган фикрга олиб келди. Ъақиқатдан ҳам (20.4) дан, ҳар қандай Z валентли модданинг 1 молини электродда ажралиб чиқиши учун электролит орқали Q = ZF заряд ўтказиш кераклиги келиб чиқади. Бу зарядни электролитдан N_A Авагадро доимийсига тенг сондаги Z валентли ионлар олиб ўтади.
Бу қонуниятни икки хил кўринишда талқин қилиш мумкин:
а) Газ молекулалари турлича илгарилама ҳаракат энергиясига эга бўлсада, ўртачаси 3/2 kT га тенг бўлганидек, Z валентли ионларнинг заряди ҳам турлича, аммо ўртачаси ZF/N_A га тенг.
б)Хар хил ион аниқ q=ZF/N_A зарядга эга, шу билан бирга, ионларнинг заряди бир валентли ионнинг е=F/N_A элементар зарядига каррали қийматга фарқ қилиши мумкин.
Махсус қўйилган тажрибалар ёрдамида иккала фикрнинг тўғрилиги исботланган, ҳамда е элементар заряднинг қиймати топилган.
А.Ф.Иоффе ўтказган тажрибанинг схемаси 20.1-расмда кўрсатилган.
Тажриба. Майдон кучланганлиги заррачани мувозанатда ушлаб турадиган қилиб танланган конденсатор қопламалари орасига манфий зарядланган металл заррачаси жойлаштирилган. Сўнгра заррача интенсивлиги кичик ультрабинафша ёруғлик билан ёритилган. Фотоэффект туфайли заррачанинг манфий заряди вақти-вақти билан камайган ва заррача мувозанатини сақлаш учун конденсатор майдонининг кучланганлиги шундай ўзгартирилганки, электр кучи q ўзгармай қолган:
q₀E₀ = q₁E₁ = q₂E₂ = ....
Заррачанинг заряди фақат дискрет қийматларнигина қабул қилиш мумкинлигини тажрибалар кўрсатган.


5. Элементар электр заряд Р.Милликен (1909-1914) томонидан ўлчанган.
Тажриба. Милликен тажрибаларининг ғояси, ясси конденсаторнинг бир жинсли электр майдонида сфера шаклидаги микроскопик мой томчиларининг зарядини, уларнинг барқарор ҳаракат тезлигини ўлчаш асосида аниқлашдан иборат бўлган. Конденсатор қопламалари, Л.Ф.Иоффе тажрибаларидаги каби, горизонтал жойлаштирилган. Электр майдони бўлмаганда томчи, ўзаро мувозанатлашадиган учта кучларнинг (оғирлик кучи m , Архимед _арх ва ҳавонинг қаршилик кучи _қар) таъсирида бир текис вертикал пастга тушган. Стокс кўрсатганидек, газсимон ёки ёпишқоқ муҳитда қаттиқ шарга, унинг секин тезлик билан илгарилама ҳаракатида таъсир этадиган қаршилик кучи қуйидагига тенг:
(20.5)
бу ерда r - шарнинг радиуси;  - муҳит ёпишқоқлигининг динамик коэффициенти.
Электр майдон бўлмаганда барқарор тушаётган томчининг тезлиги ₀ бўлсин, у ҳолда
(20.6)
бу ерда  ва _х - мой томчиси ва конденсатордаги ҳавонинг зичлиги.  ва ₀ зичликларни, ҳамда  ни билган ҳолда ва V₀ ни ўлчаб (20.6) дан томчи радиусини топиш мумкин бўлган
(20.6)
Сўнгра, конденсаторда кучланганлиги электр майдон ҳосил қилинган, унинг таъсирида ўша мой томчиси ₁ тезлик билан вертикал юқорига текис кўтарилган. Бу ҳолда Архимед ва q электр майдон кучлари томчининг оғирлик ва қаршилик кучлари билан мувозанатлашган:
(20.7)
(20.7) ва (20.6) лардан томчи заряди
(20.8)
келиб чиқади.
йўналишини билган ҳолда томчи зарядининг ишорасини ҳам аниқлаш мумкин бўлган. Агар майдон кучланганлигининг доимий қийматида томчи зарядини q га бироз ўзгартирилса, унинг юқорига барқарорлашган кўтарилиш тезлиги ҳам v₁ га ўзгаради, (20.8) га биноан эса
(20.9)
Милликен тажрибаларида томчи зарядини ҳавони рентген нурлари билан кучсиз ионлаштириш орқали ўзгартириш мумкин бўлган. q ҳам, q ҳам бир хил элементар е зарядга каррали эканини тажрибалар кўрсатган¹⁾. Шунга мувофиқ Фарадей доимийси
Ь = еN_A