动态法是一种测量电子电荷的方法,其原理基于库仑定律和能量守恒定律。
在动态法中,首先将一个带正电荷的微小金属球放置在真空中,并通过静电力使其与另一个带负电荷的导体相互作用。当两者之间距离足够近时,由于库仑力作用下,正离子开始被吸引到负极上并释放出来。这些正离子会沿着导体表面移动,并最终进入到微小金属球内部。
由于每个正离子携带着一个单位的电荷(即元电荷),因此可以通过计算微小金属球所获得的总电量以及每个正离子所携带的能量来确定元电荷大小。具体而言,在实验过程中需要测量以下几个参数:
1. 微小金属球所获得的总电量Q
2. 正离子从导体表面进入微小金属球时所具有的初始速度v0
3. 正离子到达微小金属球时所具有的末速度v1
根据能量守恒定律可知:
(1/2)mv0^2 = (1/2)mv1^2 + eV
其中,m表示正离子的质量,e表示元电荷大小,V为微小金属球内部的电势差。
通过测量上述参数并代入公式中进行计算即可得到元电荷大小。值得注意的是,在实际应用中需要考虑一些误差因素如空气阻力、热运动等对测量结果造成的影响,并采取相应措施来提高精度和准确性。