密立根油滴实验英文解释翻译、密立根油滴实验的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Millikan oil-drop experiment

分词翻译：

密的英语翻译：

close; dense; intimate; meticulous; secret; thick

立的英语翻译：

establish; exist; immediate; stand

根的英语翻译：

base; cause; foot; origin; radix; root; source
【化】 radical
【医】 rad.; radical; radices; radix; rhizo-; root

油滴的英语翻译：

【化】 oil drop

实验的英语翻译：

experiment; experimentation; test
【化】 experiment; experimentation
【医】 experiment

专业解析

密立根油滴实验（Millikan oil-drop experiment）是20世纪初由美国物理学家罗伯特·密立根（Robert A. Millikan）设计的一项经典物理实验，旨在通过观测带电油滴在电场中的运动规律，精确测定电子的基本电荷量（elementary electric charge）。该实验首次通过实验数据验证了电荷的量子化特性，为量子物理学的发展奠定了基础。

实验核心原理与步骤

实验装置：将喷雾器喷出的微小油滴引入密闭腔室，通过X射线或紫外线使其带电，形成带电油滴群。
平衡观测：调节上下极板间的电场强度，使油滴在重力与电场力的平衡状态下保持静止，或通过测量油滴匀速运动的速度计算受力。
电荷计算：基于斯托克斯定律（Stokes' law）和牛顿运动学公式，推导单个油滴的电荷量，最终通过大量数据统计得出电子电荷的最小单位值。

实验结果与科学意义

密立根通过数千次实验，于1913年得出电子电荷量为 ( e = 1.5924 times 10^{-19} , text{C} )（现代精确值为 ( 1.602176634 times 10^{-19} , text{C} )），证实电荷以离散形式存在。这一成果不仅为量子理论提供了关键实验支持，也使密立根荣获1923年诺贝尔物理学奖。

权威参考文献

实验原始论文：R. A. Millikan, "On the Elementary Electric Charge and the Avogadro Constant," Physical Review (1913)，收录于美国物理学会期刊档案。
诺贝尔奖官方记录：诺贝尔奖官方网站对密立根贡献的详细阐述（NobelPrize.org）。
科学史资料：加州理工学院档案馆保存的密立根实验手稿及仪器原型记录。

网络扩展解释

密立根油滴实验是美国物理学家罗伯特·密立根（Robert Millikan）与哈维·福莱柴尔（Harvey Fletcher）于1909年设计的重要物理学实验，主要用于测量电子的基本电荷量，并验证电荷的量子化特性。以下是实验的详细解释：

实验背景与意义

目的：通过观测带电油滴在电场和重力场中的平衡状态，测定单个电子的电荷量（即基本电荷$e$），并证明电荷的离散性（所有电荷均为$e$的整数倍）。
成就：密立根因此获得1923年诺贝尔物理学奖。其实验结果为量子理论提供了关键支持，并成为测定基本物理常数的经典范例。

实验原理与装置

核心原理：
通过调节电场力与重力的平衡，使带电油滴悬浮或匀速运动。根据力学平衡方程计算电荷量：
- 重力：$mg$（$m$为油滴质量，$g$为重力加速度）
- 电场力：$qE$（$q$为电荷量，$E$为电场强度）
- 空气阻力：$f=kr v$（$k$为比例系数，$r$为油滴半径，$v$为速度）
实验装置：
- 水平平行金属板：施加电压形成匀强电场（$E=U/d$，$U$为电压，$d$为极板间距）。
- 显微镜与光源：观察油滴运动轨迹。
- 喷雾器：喷出带电油滴（摩擦带电）。

关键步骤与公式推导

油滴半径计算：
当油滴在重力场中匀速下落时，阻力与重力平衡： $$ mg = kr v_0 quad Rightarrow quad r = frac{mg}{k v_0} $$ （$v_0$为匀速下落速度）。
电荷量计算：
当油滴在电场中匀速上升时，电场力与重力、阻力平衡： $$ qE = mg + kr v_0 quad Rightarrow quad q = frac{mg(d/U)(v_0 + v_e)}{v_e} $$ （$v_e$为电场中的匀速速度）。
修正空气粘滞系数：
由于油滴半径极小（约微米量级），需对斯托克斯定律进行修正，以提高精度。

实验结果与结论

电荷量子化：所有油滴的电荷量均为同一最小单位$e$的整数倍，测得$e approx 1.60 times 10^{-19} , mathrm{C}$。
意义：首次直接证明电荷的离散性，为电子论奠定实验基础，并推动量子物理的发展。

实验方法分类

动态测量法：观测油滴在电场中加速后匀速运动的平衡状态。
平衡测量法（常用）：直接使油滴静止或匀速运动，简化计算。

密立根油滴实验通过巧妙设计电场与重力平衡，结合精确测量和数学推导，揭示了电荷的量子化本质，成为物理学史上里程碑式的实验之一。