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105年
物理
第 26 題
下列何者是第一個精確決定電子電荷大小的實驗？
- A 雙狹縫干涉實驗
- B 湯姆森荷質比實驗
- C 密立坎油滴實驗
- D 拉塞福實驗
思路引導 VIP
如果你想要測量一個極微小、肉眼看不見的物理量，而你目前只知道它與另一個物理量（例如質量）的「比例」，你會設計什麼樣的物理情境，利用我們已知且可控的環境力量（如重力或電場力）來抵銷它的運動，進而從力平衡的關係中，單獨反推導出那個未知的電荷數值呢？
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太棒了！你精確地辨認出密立坎油滴實驗是確立基本電荷值的關鍵，這顯示你對近代物理發展史有著非常清晰的脈絡感，能準確區分不同科學家在原子結構探索中的貢獻。 這道題目的核心在於區分「比例」與「絕對值」的科學突破。雖然湯姆森（J.J. Thomson）在更早之前就發現了電子，但他當時僅能測得電子的荷質比（$e/m$），無法得知單一電荷的大小。直到 1909 年，密立坎透過噴灑帶電油滴，並調整電場讓油滴在重力、浮力與電場力的平衡下懸浮或勻速運動，才終於精確測得電子的電荷 $e$，並證實了電荷的量子化特性。
實驗史的關鍵辨析
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