物理（高校） ミリカンの実験（電気素量）について

質問

質問させて下さい。

ミリカンの油滴実験で電気素量を決定する過程で、実験データの処理において、
１．データの差をとっておりますが、なぜ差をとるのか。実験データのままだとなぜ不都合なのか。

２．差をとって、1.6×10^(-19)あたりのデータが得られ、それを電気素量ではないかとして、進めているようですが、今は電気素量が1.6×10^(-19)と分かっているため、そうかなと思いますが、もしかしたら、差の1.6×10^(-19)がまだ電気素両の２倍、３倍の可能性もあると思いますが、なぜ差の1.6×10^(-19)を電気素量と判断したのか。

以上になります。

宜しくお願い致します。

回答No.1

nananotanu · ベストアンサー

勿論、偶然、そうなる可能性も0ではありません

だから、実際の値でなく、差を取って（差は、電気素量の倍数）それの最低値が電気素量と仮定し、なおかつ、その倍数でないものが含まれないかを確認するんです。そこまでやっても、2倍か3倍のもの（あるいはそれ以上）を見てしまっている可能性はありますが、ほとんど0になります。

例えば、2倍のものを電気素量と考えてしまった場合、本当の電気素量の奇数倍が測定値にあっただけで、outですよね？
3倍以上になると、単位が大きくなってしまうのだから、そのはざまの値が含まれる確率も高くなります。
例えば、真の電気素量をAとして、実験で３Aを値として決定したとすると、その実験には３A、６A、９A....の値しか出なかったことになります。取り得る値の1/3だけ、規則正しくとる、なんて考えられます？逆に、５Aの値が出たとして、自分の決定値３Aとの差を取り、その２Aでは「３Aの値を説明できない：新たに電気素量と考えた２Aの1.5倍」ので、矛盾なく説明しようとすると、Aが電気素量になるんです。

お礼

nananotanu　様

ご回答頂きありがとうございます。
大変参考になりました。