密立根油滴實驗英文解釋翻譯、密立根油滴實驗的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Millikan oil-drop experiment

分詞翻譯：

密的英語翻譯：

close; dense; intimate; meticulous; secret; thick

立的英語翻譯：

establish; exist; immediate; stand

根的英語翻譯：

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

油滴的英語翻譯：

【化】 oil drop

實驗的英語翻譯：

experiment; experimentation; test
【化】 experiment; experimentation
【醫】 experiment

專業解析

密立根油滴實驗（Millikan oil-drop experiment）是20世紀初由美國物理學家羅伯特·密立根（Robert A. Millikan）設計的一項經典物理實驗，旨在通過觀測帶電油滴在電場中的運動規律，精确測定電子的基本電荷量（elementary electric charge）。該實驗首次通過實驗數據驗證了電荷的量子化特性，為量子物理學的發展奠定了基礎。

實驗核心原理與步驟

實驗裝置：将噴霧器噴出的微小油滴引入密閉腔室，通過X射線或紫外線使其帶電，形成帶電油滴群。
平衡觀測：調節上下極闆間的電場強度，使油滴在重力與電場力的平衡狀态下保持靜止，或通過測量油滴勻速運動的速度計算受力。
電荷計算：基于斯托克斯定律（Stokes' law）和牛頓運動學公式，推導單個油滴的電荷量，最終通過大量數據統計得出電子電荷的最小單位值。

實驗結果與科學意義

密立根通過數千次實驗，于1913年得出電子電荷量為 ( e = 1.5924 times 10^{-19} , text{C} )（現代精确值為 ( 1.602176634 times 10^{-19} , text{C} )），證實電荷以離散形式存在。這一成果不僅為量子理論提供了關鍵實驗支持，也使密立根榮獲1923年諾貝爾物理學獎。

權威參考文獻

實驗原始論文：R. A. Millikan, "On the Elementary Electric Charge and the Avogadro Constant," Physical Review (1913)，收錄于美國物理學會期刊檔案。
諾貝爾獎官方記錄：諾貝爾獎官方網站對密立根貢獻的詳細闡述（NobelPrize.org）。
科學史資料：加州理工學院檔案館保存的密立根實驗手稿及儀器原型記錄。

網絡擴展解釋

密立根油滴實驗是美國物理學家羅伯特·密立根（Robert Millikan）與哈維·福萊柴爾（Harvey Fletcher）于1909年設計的重要物理學實驗，主要用于測量電子的基本電荷量，并驗證電荷的量子化特性。以下是實驗的詳細解釋：

實驗背景與意義

目的：通過觀測帶電油滴在電場和重力場中的平衡狀态，測定單個電子的電荷量（即基本電荷$e$），并證明電荷的離散性（所有電荷均為$e$的整數倍）。
成就：密立根因此獲得1923年諾貝爾物理學獎。其實驗結果為量子理論提供了關鍵支持，并成為測定基本物理常數的經典範例。

實驗原理與裝置

核心原理：
通過調節電場力與重力的平衡，使帶電油滴懸浮或勻速運動。根據力學平衡方程計算電荷量：
- 重力：$mg$（$m$為油滴質量，$g$為重力加速度）
- 電場力：$qE$（$q$為電荷量，$E$為電場強度）
- 空氣阻力：$f=kr v$（$k$為比例系數，$r$為油滴半徑，$v$為速度）
實驗裝置：
- 水平平行金屬闆：施加電壓形成勻強電場（$E=U/d$，$U$為電壓，$d$為極闆間距）。
- 顯微鏡與光源：觀察油滴運動軌迹。
- 噴霧器：噴出帶電油滴（摩擦帶電）。

關鍵步驟與公式推導

油滴半徑計算：
當油滴在重力場中勻速下落時，阻力與重力平衡： $$ mg = kr v_0 quad Rightarrow quad r = frac{mg}{k v_0} $$ （$v_0$為勻速下落速度）。
電荷量計算：
當油滴在電場中勻速上升時，電場力與重力、阻力平衡： $$ qE = mg + kr v_0 quad Rightarrow quad q = frac{mg(d/U)(v_0 + v_e)}{v_e} $$ （$v_e$為電場中的勻速速度）。
修正空氣粘滞系數：
由于油滴半徑極小（約微米量級），需對斯托克斯定律進行修正，以提高精度。

實驗結果與結論

電荷量子化：所有油滴的電荷量均為同一最小單位$e$的整數倍，測得$e approx 1.60 times 10^{-19} , mathrm{C}$。
意義：首次直接證明電荷的離散性，為電子論奠定實驗基礎，并推動量子物理的發展。

實驗方法分類

動态測量法：觀測油滴在電場中加速後勻速運動的平衡狀态。
平衡測量法（常用）：直接使油滴靜止或勻速運動，簡化計算。

密立根油滴實驗通過巧妙設計電場與重力平衡，結合精确測量和數學推導，揭示了電荷的量子化本質，成為物理學史上裡程碑式的實驗之一。