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          电子电量的测定 电子的电量是怎么测的?
          2019-11-14 22:00:00 来源:朵拉利品网

          1, 电子的电量是怎么测的?



          经典方法是“密立根油滴法”
          http://www2.由美国实验物理学家密立根(R.A.Millikan)首先设计并完成的密立根油滴实验,在近代物理学的发展史上是一个十分重要的实验。它证明了任何带电体所带的电荷都是某一最小电荷——基本电荷的整数倍;明确了电荷的不连续性;并精确地测定了基本电荷的数值,为从实验上测定其它一些基本物理量提供了可能性。
          著名的美国物理学家密立根(Robert A.Millikan)在1909年到1917年期间所做的测量微小油滴上所带电荷的工作,即油滴实验,是物理学发展史上具有重要意义的实验.这一实验的设计思想简明巧妙,方法简单,而结论却具有不容置疑的说服力,因此这一实验堪称物理实验的精华和典范.密立根在这一实验工作上花费了近10年的心血,从而取得了具有重大意义的结果,那就是:(1)证明了电荷的不连续性.(2)测量并得到了元电荷即电子电荷,其值为1.60*10-19C.现公认是元电荷,对其值的测量精度不断提高,目前给出最好的结果为=(1.602 177 33±0.000 000 49)*10-19C正是由于这一实验的巨大成就,他荣获了1923年的诺贝尔物理学奖.
          测量油滴上带的电荷的目的是找出电荷的最小单位.为此可以对不同的油滴,分别测出其所带的电荷值,它们应近似为某一最小单位的整数倍,即油滴电荷量的最大公约数,或油滴带电量之差的最大公约数,即为元电荷.

          2, 世界上谁最早测定了电子的电量



          世界上最早测定了电子的电量的是罗伯特·安德鲁·密立根及其学生哈维·福莱柴尔。
          密立根油滴实验(Millikan"s "oil-drop" experiment),是美国芝加哥大学物理学家罗伯特·安德鲁·密立根及其学生哈维·福莱柴尔在1909年所进行的一项物理学实验 ,并使罗伯特·密立根获得1923年的获得诺贝尔物理学奖 。
          1907~1913年密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验,发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍,该最小电荷值就是电子电荷。
          1897年汤姆生发现了电子的存在后,人们进行了多次尝试,以精确确定它的性质。汤姆生又测量了这种基本粒子的比荷(荷质比),证实了这个比值是唯一的。许多科学家为测量电子的电荷量进行了大量的实验探索工作。电子电荷的精确数值最早是美国科学家密立根于1917年用实验测得的。密立根在前人工作的基础上,进行基本电荷量e的测量,他作了几千次测量,一个油滴要盯住几个小时,可见其艰苦的程度。
          密立根通过油滴实验,精确地测定基本电荷量e的过程,是一个不断发现问题并解决问题的过程。为了实现精确测量,他创造了实验所必须的环境条件,例如油滴室的气压和温度的测量和控制??妓怯盟巫魑缌康脑靥宓?,由于水滴的蒸发,不能得到满意的结果,后来改用了挥发性小的油滴。最初,由实验数据通过公式计算出的e值随油滴的减小而增大,面对这一情况,密立根经过分析后认为导致这个谬误的原因在于,实验中选用的油滴很小,对它来说,空气已不能看作连续媒质,斯托克斯定律已不适用,因此他通过分析和实验对斯托克斯定律作了修正,得到了合理的结果。
          密立根的实验装置随着技术的进步而得到了不断的改进,但其实验原理至今仍在当代物理科学研究的前沿发挥着作用,例如,科学家用类似的方法确定出基本粒子──夸克的电量。
          油滴实验中将微观量测量转化为宏观量测量的巧妙设想和精确构思,以及用比较简单的仪器,测得比较精确而稳定的结果等都是富有启发性的。

          名词解释


          电荷

          在电磁学里,电荷(英语:electric charge)是物质的一种物理性质。称带有电荷的物质为“带电物质”。两个带电物质之间会互相施加作用力于对方,也会感受到对方施加的作用力,所涉及的作用力遵守库仑定律。电荷分为两种,“正电荷”与“负电荷”。带有正电荷的物质称为“带正电”;带有负电荷的物质称为“带负电”。假若两个物质都带有正电或都带有负电,则称这两个物质“同电性”,否则称这两个物质“异电性”。两个同电性物质会相互感受到对方施加的排斥力;两个异电性物质会相互感受到对方施加的吸引力。 电荷是许多次原子粒子所拥有的一种基本守恒性质。称带有电荷的粒子为“带电粒子”。电荷决定了带电粒子在电磁方面的物理行为。静止的带电粒子会产生电场,移动中的带电粒子会产生电磁场,带电粒子也会被电磁场所影响。一个带电粒子与电磁场之间的相互作用称为电磁力或电磁相互作用。这是四种基本相互作用中的一种。

          实验

          实验,指的是科学研究的基本方法之一。根据科学研究的目的,尽可能地排除外界的影响,突出主要因素并利用一些专门的仪器设备,而人为地变革、控制或模拟研究对象,使某一些事物(或过程)发生或再现,从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。

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