什麼是「密立根油滴實驗」？

Question

什麼是「密立根油滴實驗」？

Answer 1

利用密立根油滴實驗方法，求出基本電荷電量 e = 1.6 ×10-19 庫倫。

利用噴霧器將油滴噴進柱狀圓筒中，並使用顯微鏡來觀察（圓筒另一端裝設有照明光源），再利用攝影機將顯微鏡中的影像投影至螢幕上，以便觀察油滴在圓筒中的運動情形。
圓筒之中裝有放電裝置，可使油滴電離，並有通以高壓電場的平行板，以控制帶電油滴的運動情形。
測出油滴所帶的電量
1.觀察油滴在重力場之中等速運動情形 → 求出油滴的半徑大小 r

達到平衡時：　重力 － 浮力 ＝ 黏滯力

重力 ＝ roil (4/3)p r3 g ，

浮力 ＝ rair (4/3) p r3 g ，

黏滯力 ＝ 6 p h r Vg， h 為黏滯係數，

測量終端速度 Vg

→ 　求出　

r ＝3 { h Vg/ [ 2 (roil－rair) g] }1/2

2. 觀察油滴在重力場與電場中等速運動情形 → 求出油滴所帶的電量 q

達到平衡時：　電力 － 重力 ＋ 浮力 ＝ 黏滯力 　（如果 電力方向 往上）

電力 ＝ q E ， E 為電場大小 ，

黏滯力 ＝ 6 p hr Vg+e ，

測量終端速度 Vg+e

→ 求出

q＝(4/3)p r3 (roil－rair) g (Vg +Vg+e)/( E Vg)

推算出一個基本電荷所帶的電量
每個油滴所帶的電荷 總量 q 或 電性 各有不同，但 基本電荷已是最小的單位。如果我們多次測量 不同的油滴之電量，則 這些油滴所帶電量的 最小公約數，即是 基本電荷 電量 e = 1.6 ×10-19 庫倫。