密立根油滴实验结果讨论密立根油滴实验数据10组( 三 ) _生活百科

这个数值是很准确的，而汤姆逊、汤姆逊和威尔逊用的是水蒸气，测得的电荷是整个云中离子电荷的平均值，所以不准确。
好，现在我们有了电子的电荷，我们可以计算电子的质量，和原子的质量和体积。在此之前，先说一下原子质量与单位电荷的比值。
人类发现电解是从水开始的，也无意间看到了导线的两极可以在水中产生氢和氧，于是法拉第对这一现象进行了深入的研究。
以水为例。现在我们知道这是因为水中有带电荷的离子，包括带正电荷的氢离子和带负电荷的氢氧根离子。当两个电极伸入水中时，带正电的氢离子会被吸引到负极，然后它们会获得两个电子，这两个电子就会变成氢。带负电的氢氧根离子会跑到正极，它们会失去四个电子，变成两个水分子和一个氧分子。
这就是电解水的过程。从这个过程中，法拉第发现，在任何电流强度下，产生的氧的质量总是氢的8倍，但氧的相对分子质量是氢的16倍，这说明产生氢的速率是氧的2倍。法拉第得出结论，氢的产生需要两个单位电荷，氧的产生需要失去四个电荷。正如我们现在所知。
而电解氯化银，法拉第的猜测是正确的，银原子的生成需要一个单位的电荷，氯气需要两个单位的电荷。
虽然法拉第不知道此时单个原子的质量和单位电荷，但他可以计算出它们的比值。
比如电解氯化银，通过称量沉积在阴极上的银，可以知道1安培的电流在一秒钟内可以产生10-6公斤的银。
由于一个单位电荷可以生成一个银原子，所以生成的银原子数等于一秒钟内流过一安培的单位电荷数。
根据定义，一秒钟流过一安培的电荷总量为1库仑，所以1库仑/单位电荷= 10-6g/银原子质量，所以银原子质量与单位电荷的比值为10-6g/库仑。
我们现在知道，银原子的相对原子质量约为氢原子的108倍，所以氢原子的质量与单位电荷的比值为10-8g/库仑。
还有一种计算方法。上次我们说了一摩尔任何物质都有相同的分子数，意思是电解时生成一摩尔任何物质所需的电荷量等于每个分子所需的单位电荷数(例如氢气需要2个单位电荷，氧气需要4个)乘以法拉第常数，实际上就是单位电荷量(单位电荷是电子的电荷值)乘以阿伏伽德罗常数。
比如生成一摩尔氢气，需要的总电荷是2×法拉第常数，一摩尔氢气重两克，那么我们可以通过测量生成两克氢气需要消耗多少电来计算法拉第常数。
19世纪末，人们测得的法拉第常数约为96580 u/mo 。有了这个常数，我们就可以知道氢原子的质量与单位电荷的比值。
我们氢的相对原子质量是1.008，所以1摩尔氢原子重1.008 g，即1.008×10 ^ 3g，然后用这个数除以法拉第常数，结果是1.044×10-8g/库仑，这是氢原子的质量与单位电荷的比值。
现在米利根已经测出了电子的电荷值，也就是单位电荷的大小，所以我们把电子的电荷乘以1.5×10-19库仑和1.044× 10-8千克/库仑，就计算出氢原子的质量是1.663× 10-27千克。
当然，我们也可以通过一个电子的质荷比计算出它的质量是9× 10-31g 。阿伏伽德罗常数也可以计算，用电解测得的法拉第常数除以电子的电荷值。最终的结果是每摩尔物质的分子数为6.062×10 ^ 23，这是当年米利根给出的，和今天精确的测量值相差不大。
知道了氢原子的质量，就可以通过相对原子质量计算出其他原子的质量。现在让我们估计一下原子的大小，例如，金原子。
金原子的相对原子质量为197，所以计算出的质量为3.25× 10-25 g，金的密度为1.93×10-4g/m，那么每立方米金中必然有1.93×10-4/3.25×10-25个金原子，结果为5.94×10-28 。

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