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密立根油滴实验 编辑
油滴实验(Oil-drop experiment),是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔(Harvey Fletcher)于1909年在美国芝加哥大学瑞尔森物理实验室(Ryerson Physical Laboratory)所进行的一项物理学实验,该实验首次测量出了电子的电荷量。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。
中文名:密立根油滴实验
外文名:Oil-drop experiment
地点:美国芝加哥大学
领域:物理
实验目的:测定电子的电量
实验时间:1907-1913年
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:
库仑。为了避免油滴因为光线照射蒸发而使误差增加,此实验使用蒸气压较低的油。其中少数的油滴在喷入平板之前,因为与喷嘴摩擦而获得电荷,成为实验对象。
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。因此,他们排除了所谓相差太大的资料,不予考虑。我们现在已经很清楚那些伎俩了,因此再也不会犯同样的毛病。
密立根油滴实验60年后,史学家发现,密立根一共向外公布了58次观测数据,而他本人一共做过140次观测。他在实验中通过预先估测,去掉了那些他认为有偏差,误差大的数据。
(中文)模拟实验动画 - 密立根油滴实验
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