下する油滴を顕微鏡で観察し,電気素量e[C]を測定した。密度p(kg/
霧吹き
口に語句または式を記し, 問
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いに答えよ。
電気量には最小の単位があり,全ての
電気量はその整数倍になっている。この
最小単位を電気素量といい, これは
()のもっている電気量の大きさに
等しい。ミリカンは, 図1のような装置
に霧吹きから油滴を吹き込み,間隔d[m]の平行な極板 A, Bの間を」
下する油滴を顕微鏡で観察し, 電気素量e[C]を測定した/密度p[ko/
m), 半径r[m]の球形の油滴の運動を考える。重力加速度をg[m/)
とし,空気の浮力は無視する。
油滴は極板間に電場がないときは, 重力と空気の抵抗力を受けて、熱
「 直下向きに一定の速さ(終端速度)u [m/s]で落下する。空気の抵抗力は
ことuの積に比例するので, 比例定数をkとすると,この抵抗力と重
力のつり合いの式は ]と書ける。
油滴は一般に帯電している。その電気量をg
[C]とする。Aに対するBの電位をV[V](V>0)
とすると,油滴は図2に示すように, 鉛直上向き
に一定の速さ p.[m/s]で上昇した。このときのつ
り合いの式は反(のとなる。
(イ)と(ウ)よりgはu, Us d, r, k, Vを用いて, q= DE)
油
油滴
SAS;
線
B
図1
A-
0 (V] -
B=
V (V)
図2
れる。
Pと表さ
問)密度 855 kg/m'のパラフィン油を用いて測定したところ, ある油
滴のひは3.0×10- m/s であった。 kは3.41×10-kg/m·s なので,
