ミリカンの油滴実験と電子

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ミリカンの油滴実験と電子の違い

ミリカンの油滴実験 vs. 電子

ミリカンの油滴実験（ミリカンのゆてきじっけん）は、ロバート・ミリカン、ハーヴェイ・フレッチャーらが1909年に行った電子の電荷（素電荷・電気素量）を測定するための実験である。彼らは、二枚の金属電極間で帯電させた油滴が静止するように、重力とクーロン力を釣り合わせて、これを測定した。電極間の電場の強さを知ることによって、油滴の電荷を決定することができる。たくさんの油滴に関して実験を繰り返すことによって、測定値がいつもある特定値の整数倍にあたることが見出された。この実験により、ミリカンは電子一個の持つ電荷を と見積もった。2014年現在の電気素量の推奨値は であるが、ミリカンの実験結果にみられる誤差の主な原因は空気の粘度であると考えられる。 既に電子の質量と素電荷の比率（比電荷）はジョゼフ・ジョン・トムソンらにより測定されており、ミリカンのこの実験により素電荷を高い精度で求めることができたため、電子の質量も正確に決定することが出来た。 ミリカンはこの功績によって1923年にノーベル物理学賞を受賞した。以来この実験は、なかなか高価で正確に行うには難しいが、学生たちによって繰り返し行われてきた。 電気素量を求める実験は、それ以前にもC・T・R・ウィルソンが考案した水蒸気生成方式を用い、1903年にH・A・ウィルソン（Harold A. Wilson, 1874–1964）が行なっていたが、水蒸気は測定中に蒸発が起こり精度が劣化する。ミリカンは蒸発しにくい油を用いた。 この実験の別の形として、自由なクォークを探索する実験が行われている（もし存在すれば、素電荷の1/3の値が観測されるはずである）がいまだ成功していない。現在の理論ではクォークは非常に強く束縛（強い力による閉じ込め）されており自由なクォークは存在しないと予言されている。. 電子（でんし、）とは、宇宙を構成するレプトンに分類される素粒子である。素粒子標準模型では、第一世代の荷電レプトンに位置付けられる。電子は電荷−1、スピンのフェルミ粒子である。記号は e で表される。また、ワインバーグ＝サラム理論において弱アイソスピンは−、弱超電荷は−である。.

ロバート・ミリカン

バート・アンドリューズ・ミリカン（Robert Andrews Millikan, 1868年3月22日 - 1953年12月19日)はアメリカ合衆国の物理学者である。1923年、電気素量の計測と光電効果の研究によりノーベル物理学賞を受賞した。アメリカ合衆国において大衆的な人気を得た物理学者、当時のアメリカの物理学界での権威となった実験物理学者である。 カリフォルニア工科大学の創立に加わり、同校が合衆国において有数の名門校となる基礎を築いた。.

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アメリカ国立標準技術研究所

アメリカ国立標準技術研究所（アメリカこくりつひょうじゅんぎじゅつけんきゅうじょ、National Institute of Standards and Technology, NIST）は、アメリカ合衆国の国立の計量標準研究所であり、アメリカ合衆国商務省配下の技術部門であり非監督（non-regulatory ）機関である。1901年から1988年までは国立標準局 (National Bureau of Standards, NBS) と称していた。その公式任務は次の通り。 2007会計年度（2006年10月1日-2007年9月30日）の予算は約8億4330万ドルだった。2009年の予算は9億9200万ドルだが、アメリカ復興・再投資法の一部として6億1000万ドルを別に受け取っている。2013年現在、NISTには約3000人の科学者、工学者、技術者がいる（他にサポートスタッフと運営部門）。また、国内企業や海外から約2700人の科学者、工学者を受け入れている。さらに国内約400ヶ所の提携機関で1300人の製造技術の専門家やスタッフが関わっている。NISTの出版している Handbook 44 は「計測機器についての仕様、許容誤差、他の技術的要件」を提供している。.

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ジョゼフ・ジョン・トムソン

ー・ジョゼフ・ジョン・トムソン（Sir Joseph John Thomson, 1856年12月18日-1940年8月30日）は、イギリスの物理学者。しばしばJ.

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重力

重力（じゅうりょく）とは、.

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電場

電場（でんば）または電界（でんかい）（electric field）は、電荷に力を及ぼす空間（自由電子が存在しない空間。絶縁空間）の性質の一つ。E の文字を使って表されることが多い。おもに理学系では「電場」、工学系では「電界」ということが多い。また、電束密度と明確に区別するために「電場の強さ」ともいう。時間によって変化しない電場を静電場（せいでんば）または静電界（せいでんかい）とよぶ。また、電場の強さ（電界強度）の単位はニュートン毎クーロンなので、アンテナの実効長または実効高を掛けると、アンテナの誘起電圧 になる。.

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電荷

電荷（でんか、electric charge）は、素粒子が持つ性質の一つである。電気量とも呼ぶ。電荷の量を電荷量という。電荷量のことを単に電荷と呼んだり、電荷を持つ粒子のことを電荷と呼んだりすることもある。.

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電気素量

電気素量 （でんきそりょう、elementary charge）は、電気量の単位となる物理定数である。陽子あるいは陽電子1個の電荷に等しく、電子の電荷の符号を変えた量に等しい。素電荷（そでんか）、電荷素量とも呼ばれる。一般に記号 で表される。 原子核物理学や化学では粒子の電荷を表すために用いられる。現在ではクォークの発見により、素電荷の1/3を単位とする粒子も存在するが、クォークの閉じ込めにより単独で取り出すことはできず、素電荷が電気量の最小単位である。 素粒子物理学では、電磁相互作用のゲージ結合定数であり、相互作用の大きさを表す指標である。 SIにおける電気素量の値は である2014年CODATA推奨値。SIとは異なる構成のガウス単位系（単位: esu）での値は であるParticle Data Group。.

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