测量元电荷的方法(元电荷的电量是怎么测定的)
1.元电荷的电量是怎么测定的
测定基元电荷的实验。
为密立根所做 ，故又称密立根油滴实验 。1910年R.A.密立根设计了一种直接测量附着在小油滴上的微量电荷的方法，将油雾从上下放置的平行板电极的上板小孔中喷入，在喷雾过程中形成的细小油滴带电，它们在重力、空气浮力和粘滞力以及平行板间所加的电场作用力的作用下徐徐下降或浮升。
在强光照射下从侧面的显微镜中可清晰地观察到油滴的运动。通过油滴移动的距离和经历的时间，可测定其速度，根据所测的数据可确定油滴所带的电荷。
在1910~1916年间 ，密立根和他的合作者测定了几千个油滴的电荷，在1/1000的精度范围内，每个油滴所带的电荷等于一个最小电荷的整数倍 ；用X射线或镭射线照射油滴，油滴所带电荷发生改变，引起其速度变化，所测数据表明油滴所带电荷的改变也是该最小电荷的整数倍，密立根测出该最小电荷值。实验无可辨驳地说明电荷具有基本的固有单元，奠定了原子物理学的基础。
2.元电荷的电量是怎么测定的
测定基元电荷的实验。
为密立根所做 ，故又称密立根油滴实验 。1910年R.A.密立根设计了一种直接测量附着在小油滴上的微量电荷的方法，将油雾从上下放置的平行板电极的上板小孔中喷入，在喷雾过程中形成的细小油滴带电，它们在重力、空气浮力和粘滞力以及平行板间所加的电场作用力的作用下徐徐下降或浮升。
在强光照射下从侧面的显微镜中可清晰地观察到油滴的运动。通过油滴移动的距离和经历的时间，可测定其速度，根据所测的数据可确定油滴所带的电荷。
在1910~1916年间 ，密立根和他的合作者测定了几千个油滴的电荷，在1/1000的精度范围内，每个油滴所带的电荷等于一个最小电荷的整数倍 ；用X射线或镭射线照射油滴，油滴所带电荷发生改变，引起其速度变化，所测数据表明油滴所带电荷的改变也是该最小电荷的整数倍，密立根测出该最小电荷值。实验无可辨驳地说明电荷具有基本的固有单元，奠定了原子物理学的基础。
3.科学家是怎样测出电子电荷量的
密里根油滴实验 电子电荷是一个重要的基本物理量，对它的准确测定有很大的意义。1883年由法拉第电解定律发现了电荷的不连续结构；1897年J J 汤姆逊通过对阴极射线的研究，测量了电子的荷质比，从实验上发现了电子的存在；而用个别粒子所带的电荷的方法来直接证明电荷的分立性，以及首先准确测定电子电荷的数值，则是由密立根（Milton）在1911年完成的。本实验就利用密立根油滴实验仪验证电荷的不连续性，并求出电子所带的电量。从实验结果可以看出，任何油滴从空气中捕获的电荷都是最小电荷的整数倍。 密立根油滴实验历来是一个著名而有启发性的实验，它设计巧妙，结果准确。在实验中，认真选择油滴，耐心跟踪和测量，培养一丝不苟的科学实验态度。 实验中要学会选择合适的油滴，并且熟练控制油滴以进行多次测量。计算每个油滴的带电量，这里采用倒过来验证的方法，即用公认的电子电量值去除每个油滴的电量，并取一最接近的整数，用这个整数除油滴的电量，得到电子电荷的测量值。 该实验是一个近代物理实验，难度系数：1.00，适合自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程、资源勘查工程、勘查技术与工程、船舶与海洋工程等专业以及对近代物理理论和实验感兴趣的同学选做。 实验内容 1、正确选择和控制油滴。一般选择平衡电压在200V以上，匀速下降2mm距离用时间20-30S的油滴。如果油滴过大，下降速度会过快，油滴过小，则布朗运动明显。 2、用平衡法测量油滴匀速下降2mm所用的时间。共选择5颗油滴，每个油滴测量5次。 3、计算每个油滴的带电量，然后计算电子电荷。这里我们采用倒过来验证的方法 ，即用公认的电子电量值去除每个油滴的电量，取一个最接近的整数，再用这个整数除油滴的电量，从而得到电子电荷的测量值。 4、将电子电荷的测量值与理论值进行比较，计算相对百分误差。 仪器简介 密立根油滴仪，包括水平放置的平行极板（油滴盒）、调平装置、照明装置、显微镜、电源、计时器（秒表）、实验用油、喷雾器等。 预习要求 1、通过分析油滴在极板间的受力情况，理解平衡法测量油滴电量公式的推导过程。 2、明白整个实验的大致过程，如选择5个合适的油滴，每个油滴测量多次；计算每个油滴的带电量；求解电子电量。 3、根据要求画出实验数据表格。 问题解答 1、打开仪器电源开关并喷入油雾后，仍看不到油滴，可能的原因有： （1）显微镜调焦不准确性。同学可自己调节。 （2）极板上的小孔被堵塞了。此时应请老师来处理，因为极板上有高压电，折装极板前必须关闭仪器电源！ 2、为了证明电荷的不连续性和所有电荷都是基本电荷e的整数倍，并得到基本电荷e值，最有说明力的方法是对实验所测得的各个油滴电量q求最大公约数，这个最大公约数就是基本电荷e，也就是电子电荷。但由于这样处理较繁琐，测量时的误差又可能较大，因而求出最大公约数比较困难。 这是采用的倒过来验证的方法，严格说来只能作为一种实验验证方法。 3、对某一个油滴测量了一次或几次后，监视器屏幕上油滴的象可能会变得不清楚了。这是因为由于空气的影响，油滴上下反复运动几次后，水平方向发生了移动，从而造成显微镜调焦不准了，此 时只要微调显微镜调焦旋钮即可。 思考讨论 1、如何判断油滴是否处在平衡状态？ 2、实验中如何选择合适的油滴进行测量？ 3、试分析空气浮力对实验结果的影响。 4、在实验过程中，如果未调节器水平螺丝，即极板没有处于水平状态，则对实验结果有什么影响？ 5、操作时怎样使油滴在计时开始时已经处于匀速运动状态？ 注意事项 1、使用喷雾器往油雾室喷油时，不要连续喷多次，一般喷一下即可。以防堵塞极板上的小孔。 2、正确控制选中的油滴，不要跑出显示器的屏幕。要求每个油滴测量6-10次。 3、实验完毕，记录室温和空气的粘滞系数，数据处理时要用到。
4.测元电荷的油滴实验是怎么做的
我的百科 我的贡献草稿箱百度首页 | 登录 新闻 网页 贴吧 知道 MP3 图片 视频 百科 帮助 添加到搜藏 返回百度百科首页 编辑词条 油滴实验目录 实验装置 实验与原理 密立根实验与“草包族科学” 实验作假丑闻 油滴实验（Oil-drop experiment），是罗伯特·密立根与哈维·福莱柴尔（Harvey Fletcher）在1909年所进行的一项物理学实验，并使罗伯特·密立根因而获得1923年的获得诺贝尔物理学奖。
此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。
并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷e。
到2006年为止，已知基本电荷值为1.60217653(14) x 1019库仑[1]。密立根在诺贝尔奖颁奖典礼上，表示他的计算值为4.774(5) x 1010静库仑[2]（等于1.5924(17) x 1019库仑）。
现在已知的数值与密立根的结果差异小于百分之一，但仍比密立根测量结果的标准误（standard error）大了5倍，因此在统计上具显著差异。 [编辑本段]实验装置 密立根设置了一个均匀电场，方法是将两块以水平方式平行排列的金属板作为两极，且两极之间可产生相当大的电位差。
金属板上有四个小洞，其中三个是用来将光线射入装置中，另外一个则设有一部显微镜，用以观测实验。喷入平板中的油滴可经由控制电场来改变位置。
为了避免油滴因为光线照射蒸发而使误差增加，此实验所使用的油拥有较低的蒸气压。其中少数的油滴在喷入平板之前，会因为与喷嘴发生摩擦而获得电荷，成为实验对象。
[编辑本段]实验与原理 在此实验中，油滴的运动方向共受四个力量影响： 空气阻力（向上） 重力（向下） 浮力（向上） 电场力（向上） 首先喷入的油滴会因为电场尚未开启而下墬（以重力加速度），并很快的因为与空气的摩擦而到达终端速度（等速下墬）。接著开启电场，假如此电场强度够强（或称电场力，FE），那么将会使部分具有电荷的油滴开始上升。
之后选出一个容易观察的油滴，利用电压的调整使油滴固定于电场中央，并使其他油滴墬落。接下来的实验将只针对此一油滴进行。
然后关闭电场使油滴下降，并计算油滴在下墬时终端速度v1，再根据斯托克斯定律（Stokes' Law）算出油滴所受的空气阻力： （空气阻力，方向向上） v1 为油滴的终端速度；η 为空气的黏滞系数；r 为油滴半径。 重量W（重力）等于体积V乘上密度ρ，且由于使油滴下降的力量为重力，因此下墬加速度为g。
假设油滴为完美球型，则重力W可写成 （重力，方向向下） ρ为油滴密度 不过若要获得较为精确的数值，则重量必须减去空气对油滴造成的浮力（等于和油滴相等体积的空气重量）。假设油滴为完美球型，则浮力B可写成 （浮力，方向向上） ρair为空气密度。
上两式合并如下： （重力 - 浮力） 到达终端速度时加速度为零（等速下降），此时作用于油滴的合力为零，使F与W互相抵销，也就是F = W，由此可得： 一但求得r（太小以致无法直接测量），则W也可算出。 再来将电场重新开启，此时作用于油滴的电场力为 （电场力，方向向上） q为油滴电荷；E为电极板之间的电场。
平行板状电极产生的电场则可以下式求得： V为电位差；d为平板之间的距离。 若以较为直截了当的方法，q可经由调整V使油滴固定，再由FE = W算出： 不过这种方法实际上难以实行。
因此也可使用较容易操作的方式：稍微再将电压V向上调升，让油滴上升并得到一个新的终端速度v2，再从下式中得到q： （电场力 - 重力 + 浮力 = 油滴向上爬升到达终端速度时所受的空气阻力） 黏滞系数的修正 密立根当时的实验所算出的q与油滴大小有关[3]，这是因为若是油滴太小，以致于和空气粒子的大小差距不大时，史托克定律将不适用。因此此实验更精确的黏滞系数η' 应该修正为下式： P为实验时的大气压力；b = 6.33 x 10-5米 · 毫巴，为实验定出的经验常数。
[编辑本段]密立根实验与“草包族科学” 理查·费曼曾经在1974年，于加州理工学院的一场毕业典礼演说中叙述“草包族科学”（Cargo cult science）时提到[4]： 从过往的经验，我们学到了如何应付一些自我欺骗的情况。举个例子，密立根做了个油滴实验，量出了电子的带电量，得到一个今天我们知道是不大对的答案。
他的资料有点偏差，因为他用了个不准确的空气粘滞系数数值。于是，如果你把在密立根之后、进行测量电子带电量所得到的资料整理一下，就会发现一些很有趣的现象：把这些资料跟时间画成坐标图，你会发现这个人得到的数值比密立根的数值大一点点，下一个人得到的资料又再大一点点，下一个又再大上一点点，最后，到了一个更大的数值才稳定下来。
为什么他们没有在一开始就发现新数值应该较高？——这件事令许多相关的科学家惭愧脸红——因为显然很多人的做事方式是：当他们获得一个比密立根数值更高的结果时，他们以为一定哪里出了错，他们会拼命寻找，并且找到了实验有错误的原因。另一方面，当他们获得的结果跟密立根的相仿时，便不会那么用心去检讨。
