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密立根油滴实验的解释

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。

词语分解

• 实验的解释 ∶设计来检验一个理论或证实一种假设而进行的一系列操作或活动经实验证明,这一理论是不正确的 ∶指实验的工作生物实验详细解释.实际的效验。 汉 王充 《论衡·遭虎》：“等类众多，行事比肩，略举较著，以

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密立根油滴实验是美国物理学家罗伯特·密立根与哈维·福莱柴尔于1909年进行的一项经典物理实验，旨在测定电子的基本电荷量，并验证电荷的量子化特性。以下是实验的详细解释：

1.实验背景与目的

密立根油滴实验是20世纪初物理学的重要突破之一。在实验之前，科学家已通过汤姆逊的阴极射线实验确认了电子的存在，但尚未精确测量其电荷量。密立根设计此实验的目的是通过测量微小油滴的电荷，证明电荷的不连续性（即所有电荷均为基本电荷的整数倍），并精确测定该基本电荷值。

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2.实验原理与方法

实验通过平衡油滴所受的力来实现测量：

• 受力平衡：油滴在电场和重力场中运动时，受到重力（(mg)）、电场力（(qE)）和空气阻力（(f=kr v)）的共同作用。通过调节电场强度，使油滴悬浮静止或匀速运动，此时合力为零。
• 关键公式：
  • 当油滴匀速下落时：(mg = kr v_g)
  • 当油滴在电场中匀速上升时：(qE = mg + kr v_e) 其中(q)为油滴电荷，(E)为电场强度，(r)为油滴半径，(v_g)和(v_e)分别为下落和上升的匀速速度。

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3.实验装置

• 核心部件：两块水平平行金属板，通过电源产生均匀电场。
• 观测系统：显微镜与光源用于观察油滴运动，喷雾器喷出带电油滴。
• 油滴选择：使用蒸气压低的油（如钟表油），通过摩擦带电后喷入电场区域。

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4.实验结果与意义

• 电荷量子化：密立根发现所有油滴电荷值均为一个最小电荷的整数倍，即(q = ne)（(n)为整数），首次直接证明了电荷的量子化特性。
• 基本电荷测定：测得基本电荷值(e approx 1.602 times 10^{-19} , text{C})，与现代公认值高度吻合。
• 诺贝尔奖：密立根因该实验获得1923年诺贝尔物理学奖，实验结果为量子理论的发展奠定了基础。

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5.数据处理方法

实验中通过“倒过来验证”法处理数据：将测得的电荷量(q)除以公认的(e)值，得到接近整数的结果，从而反推出(e)的精确值。这一方法确保了实验结果的可靠性。

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密立根油滴实验通过巧妙的力学平衡设计，不仅验证了电荷的量子化本质，还精确测定了电子的基本电荷量。其实验思想与数据处理方法至今仍是物理学实验的典范。如需进一步了解实验装置或公式推导，可参考中的详细分析。

网络扩展解释二

密立根油滴实验

密立根油滴实验是由美国物理学家*********·安德鲁斯·密立根于1909年发现的实验现象，该实验用于测量电子的电荷量。

词语解析

拆分部首：口、水、火、示

笔画数：16画

来源：密立根油滴实验是以发现者密立根的名字命名的。

繁体：密立根油滴實驗

古时候汉字写法：無

例句

密立根油滴实验是电荷量测量的重要方法之一。

组词

1. 实验室 2. 电流 3. 电磁场 4. 电子 5. 电荷 6. 精密

近义词

电子电荷实验

反义词

麦克斯韦分布实验

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