物理學家密立根早在1911年曾經以下述著名的油滴實驗推斷自然界存在基本電荷，並推出了基本電荷的電量，其實驗過程...

問題詳情：

物理學家密立根早在1911年曾經以下述著名的油滴實驗推斷自然界存在基本電荷，並推出了基本電荷的電量，其實驗過程如下：

水平放置的兩平行絕緣金屬板間距為 d，在上極板的中間開一小孔，使質量為 m 的微小帶電油滴從這個小孔落到極板中，忽略空氣浮力，當極板上沒加電壓時，由於空氣阻力大小與速度大小成正比，（設比例係數為 k 且 k＞0）經過一段時間後即可觀察到油滴以恆定的速率 V1 在空氣中緩慢降落。

（1）極板上加電壓 u 時可見到油滴以恆定的速率 V2 緩慢上升。試求油滴所帶電量 q（用d、u、k、VV2 等已知量表示）。

（2）在極板上不加電壓時，油滴在極板內以恆定的速率 V1 下降時，移動某一定值的豎直距離所需時間為 t1 ，加了電壓 u 後以恆定速率 V2 上升同一豎直距離所需時間為 t2，然後又把電壓撤除，使所考察的油滴又降落，並在極板內照* x *線以改變它的帶電量，再在極板上加上同樣的電壓 u，重複上述*作測定油滴上升的時間，即可發現始終是0.00535s-1的整數倍，由此可斷定：一定存在基本電荷，若已知：d＝2×10－2m， m＝3.2×10－16kg， t1＝11.9s   u＝25V， g＝9.8m／s2，試計算基本電荷的帶電量（取兩位有效數字）

【回答】

解：（1）由題意得：           ①

油滴在電場中緩慢上升時：

                         ②  

由①②解得             ③  

（2）由題意知：               ④ 

    （n為整數）      ⑤  

①②③④⑤式可解得

                   ⑥  

顯然：粒子所帶電量為的整數倍。

∴ 基本電荷的帶電量

知識點：帶電粒子在電場中的運動

題型：綜合題