发布网友 发布时间:2024-08-19 18:58
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热心网友 时间:2024-08-26 22:06
在19世纪末,汤姆生揭示了电子的存在,科学家们随后致力于精确理解其性质,尤其是电子的荷质比。这一比值的唯一性被汤姆生所证实,这激发了众多科学家对电子电荷量的测量探索。1917年,美国科学家密立根在前辈的基础上,通过一项著名的实验,首次精确测量了基本电荷量e。他进行了数千次细致入微的测量,有时甚至需要观察油滴数小时,这体现了他工作的艰辛。
密立根的油滴实验是一个不断发现和解决问题的过程。为了实现高精度测量,他精心设计了实验环境,如控制油滴室的气压和温度。起初,他尝试用水滴作为电量载体,但蒸发问题使结果不尽如人意。后来,他改用挥发性较小的油滴,这为他解决了难题。在实验过程中,他发现随着油滴减小,计算出的e值出现反常增大。经过深入分析,他意识到这是由于油滴太小,空气不再视为连续介质,斯托克斯定律不再适用。他因此修正了这一定律,从而得到了可靠的结果。
尽管实验设备随科技发展而不断改进,但密立根的实验原理至今在物理科学研究中仍具有重要意义,如在确定夸克电量时,科学家们依然沿用了他的方法。油滴实验中,将微观量转化为宏观量的巧妙策略,以及用简单设备获得精确稳定的测量结果,都是对科学方法的有益启示。
密立根油滴实验,美国物理学家密立根所做的测定电子电荷的实验。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。