Tổ chức dạy học chương điện tích điện trường

Từ thời cổ đại, con người đã biết đến điện ma sát. Nhiều nhà lịch sử đó chỉ rằng nhà triết học Hy lạp Thalet lần đầu tiên mô tả hiện tượng khi cọ xát hổ phách vào miếng dạ thì nó có thể hút các vật nhẹ mà không cần phải tiếp xúc với các vật ấy. Không phải chỉ có hổ phách mới có tính chất như vậy. Nếu cọ xát một cái lược thông thường rồi đưa lại gần những mẫu giấy nhỏ thì những mẫu giấy đó cũng bị hút. Năm 1600, một bác sĩ người Anh Gilbert đặt cơ sở cho việc nghiên cứu các hiện tượng tĩnh điện. Ông nhận thấy sự khác nhau giữa các tác dụng điện và từ và đưa ra thuật ngữ điện. Gilbert đó gọi lực hút của vật đó bị cọ xát là điện lực. Sau đó, Benjamin Franklin đưa ra khái niệm điện tích dương và điện tích âm. Franklin gọi điện tích ở thanh thủy tinh cọ xát với lụa là điện tích dương. Nhưng hơn một thế kỉ sau những thí nghiệm của Gilbert, tri thức về điện không tiến thêm một bước nào. Khả năng thực nghiệm ở thế kỉ XVII mới chỉ cho phép tạo ra những điện tích rất nhỏ tồn tại trong những thời gian rất ngắn, và những vật tích điện chỉ có khả năng hút những vật rất nhỏ như giấy vụn, lông chim.

doc35 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2126 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tổ chức dạy học chương điện tích điện trường, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG ĐIỆN TÍCH  ĐIỆN TRƯỜNG TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG ĐIỆN TÍCH - ĐIỆN TRƯỜNG I. MỤC TIÊU - Hiểu sâu sắc những kiến thức Vật lí được trình bày trong chương theo tinh thần của vật lí học phổ thông - Có được những kỹ năng về thiết kế bài dạy và tổ chức dạy học theo tinh thần đổi mới hiện nay. II. GIỚI THIỆU CHUNG Ở chương này, SV có điều kiện tìm hiểu và làm sâu sắc thêm những kiến thức vật lí liên quan đến Điện tích và Điện trường theo tinh thần của Vật lí học phổ thông có trong chương. Công việc rất quan trọng là sinh viên thiết kế các bài dạy học cụ thể trong chương, cùng nhau thảo luận, trao đổi để tìm được phương án thiết kế tối ưu nhất. Thời gian cho chương này là 1 buổi (5tiết) III. TÀI LIỆU VÀ THIẾT BỊ ĐỂ THỰC HIỆN MÔĐUN Sách Vật lí 11, Sách giáo viên Vật lí 11, Tài liệu bồi dưỡng thay sách giáo khoa Vật lí 11, Phụ lục 3 IV. HOẠT ĐỘNG Hoạt động 1: Phân tích kiến thức có trong chương F Nhiệm vụ: - GgV giới thiệu cấu trúc Phụ lục 3a - HV làm việc theo nhóm bằng cách đọc tài liệu có trong phần phụ lục và thảo luận 4 Thông tin cho hoạt động: Phụ lục 3a Hoạt động 2: Thiết kế bài dạy học F Nhiệm vụ: - GgV giới thiệu một phương án cụ thể về thiết kế bài dạy học trong chương được trình bày trong Phụ lục 3b. - Mỗi nhóm HV chọn một bài bất kỳ trong chương rồi cùng nhau thiết kế 4 Thông tin cho hoạt động: Sách Vật lí 11, Sách giáo viên Vật lí 11, Phụ lục 3b Hoạt động 3: Các nhóm trình bày bản thiết kế của nhóm mình F Nhiệm vụ: - Mỗi nhóm cử đại diện lên trình bày bản thiết kế của nhóm mình - Các nhóm khác góp ý, bổ sung 4 Thông tin cho hoạt động: Bản thiết kế có được từ các nhóm V. ĐÁNH GIÁ - GgV đánh giá tinh thần và thái độ làm việc của các nhóm cũng như sản phẩm mà các nhóm có được. - Thông tin phản hồi của đánh giá: Ý kiến thảo luận và các bản thiết kế bài dạy học. V. PHỤ LỤC 3a: 3.1. Khái niệm điện tích William Gilbert (1540 – 1603) Từ thời cổ đại, con người đã biết đến điện ma sát. Nhiều nhà lịch sử đó chỉ rằng nhà triết học Hy lạp Thalet lần đầu tiên mô tả hiện tượng khi cọ xát hổ phách vào miếng dạ thì nó có thể hút các vật nhẹ mà không cần phải tiếp xúc với các vật ấy. Không phải chỉ có hổ phách mới có tính chất như vậy. Nếu cọ xát một cái lược thông thường rồi đưa lại gần những mẫu giấy nhỏ thì những mẫu giấy đó cũng bị hút. Năm 1600, một bác sĩ người Anh Gilbert đặt cơ sở cho việc nghiên cứu các hiện tượng tĩnh điện. Ông nhận thấy sự khác nhau giữa các tác dụng điện và từ và đưa ra thuật ngữ điện. Gilbert đó gọi lực hút của vật đó bị cọ xát là điện lực. Sau đó, Benjamin Franklin đưa ra khái niệm điện tích dương và điện tích âm. Franklin gọi điện tích ở thanh thủy tinh cọ xát với lụa là điện tích dương. Nhưng hơn một thế kỉ sau những thí nghiệm của Gilbert, tri thức về điện không tiến thêm một bước nào. Khả năng thực nghiệm ở thế kỉ XVII mới chỉ cho phép tạo ra những điện tích rất nhỏ tồn tại trong những thời gian rất ngắn, và những vật tích điện chỉ có khả năng hút những vật rất nhỏ như giấy vụn, lông chim... Benjamin Franklin (1706 – 1790) Đầu thế kỉ XVIII, điện do ma sát lại được nhiều người quan tâm, vì đã có những dụng cụ cho phép tạo ra điện do ma sát khá mạnh, đủ để phóng ra tia điện và làm cho cơ bắp người co giật. Đến giữa thế kỉ XVIII, bằng những thí nghiệm nổi tiếng của mình, Benjamin Franklin chứng minh được rằng “điện thiên nhiên” phóng ra từ những đám mây (tia chớp, sét) và “điện nhân tạo” sinh ra bằng ma sát có cùng một bản chất và hiện tượng như nhau. Những hiện tượng đó là biểu hiện của một lượng lớn điện tích được chứa trong các vật. Vật chứa điện tích hay vật tích điện, vật mang điện đều gọi là vật nhiễm điện. Thuật ngữ điện tích được dùng để chỉ một vật mang điện, một hạt mang điện hoặc một “lượng điện” của vật. Điện tích là một khái niệm cơ bản mà học sinh tiếp xúc đầu tiên khi nghiên cứu các hiện tượng về điện. Điện tích là một đại lượng vô hướng, là một thuộc tính không thể tách rời hạt vật chất và tồn tại dưới dạng các hạt sơ cấp mang điện (có những hạt sơ cấp không mang điện) nhưng không thể có điện tích không gắn liền với hạt sơ cấp cho nên khi phát biểu điện tích ở ngoài hạt là không có nghĩa. Người ta thấy rằng nếu một hạt sơ cấp mang điện thì không có cách nào làm cho nó mất điện tích. Khi một vật mang điện, thì điện tích q của nó bao giờ cũng là một số nguyên lần điện tích nguyên tố (elementary) có độ lớn e = 1,6.10-19C nghĩa là q= ne (n= ±1, ±2, ±3...). Khi một đại lượng vật lý nào đó chỉ nhận các giá trị gián đoạn mà không phải có một giá trị bất kỳ nào, ta nói đại lượng đó bị lượng tử hóa. Như vậy, điện tích là một đại lượng vật lý được bổ sung vào các đại lượng bị lượng tử hóa như năng lượng, momen xung lượng... Trong những năm gần đây nhiều công trình nghiên cứu lí thuyết và thực nghiệm đã chứng tỏ khả năng tồn tại những hạt nhỏ hơn các hạt sơ cấp đã biết gọi là những hạt quác (quark). Mặc dầu cho đến nay chưa hề phát hiện được quác tồn tại ở trạng thái tự do, nhưng có nhiều cơ sở vững chắc để tin rằng chúng quả thật tồn tại mang điện tích nhỏ hơn điện tích nguyên tố (bằng ±1/3 hoặc ±2/3 điện tích nguyên tố). Nếu như vậy thì khái niệm điện tích nguyên tố sẽ phải được xây dựng lại. Tuy nhiên, trong chương trình vật lí phổ thông hiện tại, chúng ta vẫn dựa vào quan niệm chung từ trước đến nay. Sự có mặt của điện tích ở các hạt cơ bản làm cho các vật hay các hạt mang điện tương tác với nhau theo định luật Culông. Vì thế khi biết định luật này ta có thể chỉ ra phương pháp đo điện tích. Định luật Culông xác định tương tác của hai điện tích đứng yên và là một định luật cơ bản được rút ra từ thực nghiệm. Lưu ý về mặt phương pháp dạy học Điện tích là một đại lượng vô hướng, đặc trưng cho tính chất của một vật hay một hạt về mặt tương tác điện và gắn liền với hạt hay vật đó. Sử dụng thuật ngữ “có một điện tích...” cũng vô nghĩa như khi nói “có một khối lượng...” chúng ta nên hiểu đó là cách nói tắt. Thực ra phải phát biểu "một vật có điện tích...” cũng như "một vật có khối lượng...”. Khi nói tích điện cho một vật, phải hiểu là đã làm cho vật đó có một tính chất mới và vật đó thu được hay mất đi một số hạt điện tích, do đó khối lượng của vật tăng lên hay giảm đi. 3.2. Lực tương tác giữa các điện tích 3.2.1. Vài nét lịch sử Henry Cavendish (1731 – 1810) Để nghiên cứu điện về mặt định lượng, Franklin đã làm thí nghiệm tích điện cho một cái bình sắt. Ông quan sát thấy rằng bên trong cái bình đó, các vật thử không phát hiện được một tương tác nào, nghĩa là bên trong bình không có điện tích mặc dù bình đã được tích điện. Charles Augustin de Coulomb (1736 – 1806) Prixli đã đánh giá đúng tầm quan trọng của thí nghiệm đó. Năm 1767, với các phép tính lí thuyết, ông chứng tỏ rằng nếu lực điện tỉ lệ nghịch với (r là khoảng cách giữa các điện tích) thì chỉ trong trường hợp r = 2 các điện tích mới dàn hết ra ngoài vật dẫn như trong thí nghiệm của Franklin. Năm 1771, Henry Cavendish đã làm thí nghiệm để xác định giá trị cụ thể của n. Ông đặt một quả cầu thứ nhất vào trong một quả cầu thứ hai rỗng và nối hai quả cầu với nhau bằng một dây dẫn điện. Sau đó nhiễm điện cho quả cầu rỗng, Cavendish nhận thấy rằng điện tích không truyền vào quả cầu bên trong mà chỉ phân bố mặt ngoài của quả cầu rỗng. Dựa vào cấp chính xác của dụng cụ đo trong thí nghiệm của mình, Cavendish đã kết luận rằng . Những thí nghiệm và lập luận đó đã mở đường dẫn tới những định luật định tính về các hiện tượng điện. Nhưng muốn khẳng định các định luật đó một cách chắc chắn cần thực hiện những phép đo chính xác về các lực điện. 3.2.2. Lực tương tác giữa các điện tích điểm trong không khí–Định luật Coulomb (Cu-lông) Không thể tìm được định luật tổng quát cho sự tương tác giữa hai vật mang điện bất kỳ, vì lực này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có hình dạng, vị trí tương đối giữa hai vật và môi trường bao quanh các vật. Ta chỉ có thể tìm được định luật tổng quát cho lực tương tác giữa các điện tích điểm. Năm 1785, Charles Augustin de Coulomb (nhà vật lí người Pháp), bằng thực nghiệm đã tìm ra định luật về sự tương tác lực giữa hai điện tích điểm đứng yên. Coulomb dùng thực nghiệm bằng một cân xoắn, gồm hai quả cầu nhỏ bằng kim loại A và B. A là quả cầu cố định gắn ở đầu một thanh thẳng đứng. B là quả cầu linh động gắn ở đầu một thanh nằm ngang. Đầu kia của thanh có một quả đối trọng. A và B được tích điện cùng dấu. Thanh nằm ngang được treo bằng sợi dây kim loại mảnh có hằng số xoắn đã biết. Khi hai quả cầu đẩy nhau thì nó làm cho thanh ngang quay. Khi mômen của lực đẩy tĩnh điện cân bằng với mômen xoắn của dây treo thì thanh ngừng quay. Biết góc quay và chiều dài của thanh ngang ta sẽ tính được lực đẩy tĩnh điện giữa hai quả cầu A và B. Dựa vào thí nghiệm trên, Coulomb thấy rằng lực tương tác giữa hai điện tích có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích. Lực đẩy nếu hai điện tích cùng dấu, là lực hút khi hai điện tích trái dấu. Với cân xoắn, Coulomb đã thực hiện nhiều phép đo khác nhau khi giữ các điện tích cùng dấu không đổi. Ông cho khoảng cách giữa chúng thay đổi theo tỉ lệ 36 : 18 : 8,5 thì lực đẩy giữa chúng thay đổi theo tỉ lệ 36 : 144 : 575, tức là lực đẩy gần đúng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Coulomb đã giải thích có sự sai số là do trong khi tiến hành thí nghiệm, một phần điện tích đã bị rò đi mất. Sau đó Coulomb tiến hành đo lực hút. Phép đo này khó hơn nhiều vì khi cho hai hòn bi nhỏ tích điện, rất khó ngăn sao cho chúng khỏi chạm nhau. Nhưng sau nhiều lần thí nghiệm, ông đã đi đến kết quả là lực hút của các điện tích cũng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Để biết lực tác dụng phụ thuộc vào độ lớn của các điện tích như thế nào cần so sánh các điện tích. Lấy vật A và vật B có kích thước nhỏ so với khoảng cách của chúng. Truyền cho vật A điện tích q0 và truyền cho vật B lần lượt các điện tích q1 rồi q2. Giữ khoảng cách giữa A và B không đổi. Gọi F1 là lực tác dụng giữa A và B khi điện tích tương ứng của chúng là q0 và q1. F2 là lực tác dụng giữa A và B khi điện tích tương ứng của chúng là q0 và q2. Thí nghiệm chứng tỏ rằng tỉ số không phụ thuộc vào q0 và r, như vậy tỉ số ấy chỉ được xác định bởi chính q1 và q2. Ta có thể đặt tỉ lực bằng tỉ số điện tích Kết quả trên đây cho thấy rằng lực tác dụng giữa hai điện tích A và B tỉ lệ với độ lớn của các điện tích. Vì lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm tuân theo định luật 3 Newton. Vậy suy ra rằng lực tương tác tỉ lệ với độ lớn của từng điện tích, do đó tỉ lệ với tích độ lớn của các điện tích A và B. Từ hai kết quả trên ta có định luật sau gọi là định luật Coulomb. Phát biểu Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm; có cường độ tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Công thức (3.1) trong đó: q1, q2 là độ lớn của hai điện tích điểm. r là khoảng cách giữa hai điện tích điểm. k là hệ số tỉ lệ phụ thuộc cách chọn đơn vị của các đại lượng, trong hệ SI, k có giá trị k = 9.109 (N.m2/C2) Biểu thức của lực Coulomb dưới dạng vectơ là (3.2) trong đó là vectơ lực tác dụng của điện tích 1 lên điện tích 2 là bán kính vectơ hướng từ điện tích 1 đến điện tích 2, có độ lớn là r. Ta qui ước điện tích dương nhận giá trị dương, điện tích âm nhận giá trị âm. Như vậy q1 và q2 là những giá trị đại số. Vậy công thức tính lực tác dụng giữa hai điện tích điểm sẽ là một công thức đại số. (3.3) Nếu q1 và q2 cùng dấu thì tích q1.q2 > 0 và cùng chiều với . Khi đó lực điện là lực đẩy. Nếu q1 và q2 trái dấu (loại) thì tích q1.q2 < 0 và ngược chiều với . Khi đó lực điện là lực hút. (Interaction Between Charged and Neutral Objects?) Ðịnh luật Coulomb là một định luật cơ bản của tĩnh điện học, nó giúp ta hiểu rõ thêm khái niệm điện tích. Ta thấy rằng công thức rút ra từ thực nghiệm như đã nói ở trên là một điều hợp lí, vì dựa vào lực tương tác điện ta có thể nhận biết được sự có mặt của điện tích. Như vậy, ta đã có cách để so sánh độ lớn của các điện tích. Từ đó, nếu chọn một điện tích làm đơn vị, ta có thể xác định độ lớn của mọi điện tích khác. ( Phạm vi áp dụng Cho đến nay, định luật Coulomb đã vượt qua mọi sự kiểm nghiệm. Năm 1936, Plimpton và Lauton (người Mĩ) thực hiện nhiều thí nghiệm với độ chính xác cao, đã xác định số mũ của r, nếu thì δ < 10-9. Gần đây (1971) Williams Faller và Hill cho rằng δ < 10-16 . Như vậy định luật Coulomb đã được thực nghiệm xác nhận với độ chính xác cao. Thực nghiệm còn cho thấy định luật này được thoả mãn với độ chính xác cao ở những khoảng cách rất lớn cũng như rất nhỏ. Định luật Coulomb đúng cả trong phạm vi tương tác giữa các hạt của nguyên tử để tạo thành phân tử, thậm chí nó cũng đúng trong cả phạm vi tương tác giữa các hạt trong một nguyên tử. Nó mô tả đúng lực giữa hạt nhân mang điện dương và mỗi electron mang điện âm trong nguyên tử mặc dù ở đó cơ học cổ điển của Newton không còn đúng nữa mà phải thay bằng vật lí lượng tử. Vì vậy hiện nay khi nói đến tương tác giữa hai điện tích điểm, người ta coi định luật Coulomb được áp dụng trong phạm vi vi mô cũng như trong phạm vi vĩ mô. Tuy nhiên nó chỉ được áp dụng trong điều kiện các điện tích điểm đó đứng yên. Định luật Coulomb đã vượt qua được mọi kiểm tra thực nghiệm, không thấy một ngoại lệ nào. 3.3. Lực tương tác giữa các điện tích điểm trong điện môi Điện môi là một môi trường cách điện. Khi đặt các điện tích trong một điện môi (chẳng hạn trong dầu cách điện) thì lực tương tác sẽ yếu đi so với khi đặt trong chân không. (3.5) Đại lượng ε chỉ phụ thuộc vào tính chất của điện môi mà không phụ thuộc vào độ lớn của các điện tích và khoảng cách giữa các điện tích. ε được gọi là hằng số điện môi. Hằng số điện môi là một đại lượng đặc trưng cho tính chất điện của một chất cách điện. Nó cho biết khi đặt các điện tích trong chất đó thì lực tác dụng giữa chúng sẽ nhỏ đi bao nhiêu lần so với khi chúng đặt trong chân không. Tuy nhiên nó chỉ đúng trong một số trường hợp là điện môi đồng tính, đẳng hướng và chiếm toàn bộ không gian. Khái niệm hằng số điện môi không liên quan gì đến tính dẫn điện tốt hay kém của một chất. Các chất dẫn điện không có hằng số điện môi. Hằng số điện môi của không khí gần bằng 1, nên thí nghiệm Coulomb được tiến hành trong không khí nhưng kết quả của nó cũng đúng trong cả chân không. Khác với lực hấp dẫn, lực tương tác giữa các điện tích phụ thuộc vào môi trường mà tương tác xẩy ra trong đó. Thật là kỳ lạ dạng của biểu thức định luật mà Coulomb tìm ra (1) lại giống hệt dạng của biểu thức mà Newton tìm ra cho độ lớn của lực hấp dẫn giữa hai hạt có khối lượng m1 và m2 ở cách nhau một khoảng r (2). (1) (2) Tuy nhiên, khác với lực hấp dẫn bao giờ cũng là lực hút và không phụ thuộc vào môi trường, lực tương tác giữa hai điện tích điểm có thể là lực hút hoặc là lực đẩy tùy thuộc dấu của điện tích và môi trường mà tương tác xẩy ra trong đó. Sự khác nhau đó là do chỉ có một loại khối lượng nhưng lại có hai loại điện tích (dương hoặc âm).. Lưu ý về mặt chiến lược dạy học Trước khi trình bày định luật Culông, giáo viên cần đưa ra khái niệm điện tích điểm Điện tích điểm là một vật tích điện có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách tương tác. Khi nêu ra định luật Coulomb cần chú ý cho học sinh biểu thức đó chỉ xác định độ lớn của lực tương tác của các điện tích điểm và chỉ được áp dụng khi các điện tích điểm đó đứng yên trong môi trường chân không. Định luật Culông được rút ra từ thực nghiệm. Tuy nhiên, phương án SGK cả hai bộ sách đều trình bày định luật này như một thông báo, vì vậy Gv có có thể dùng phương pháp thuyết trình để giảng dạy định luật này. Vì trong thực tế khó có thể thiết kế một thí nghiệm để rút ra định luật. Mặc dầu, có điều kiện để tiến hành thí nghiệm, nhưng ta cần phải cho học sinh nắm được nguyên tắc và kết quả thí nghiệm. Gv nên chú ý một sai lầm thường hay mắc phải của học sinh là xem lực hút giữa hai điện tích thì mang dấu âm, còn lực đẩy giữa hai điện tích thì mang dấu dương. GV cần chỉ ra cho học sinh thấy dấu dương hay dấu âm là tùy thuộc vào chiều dương được quy ước. Lực tương tác giữa hai điện tích là hai lực ngược chiều nhau. Vì vậy, với một chiều dương quy uớc tùy í thì trong hai lực đẩy (hay hút) giữa hai điện tích, một lực có giá trị dương lực kia có giá trị âm. Khi nói về hằng số điện môi GV cần làm rõ cho học sinh là khi đặt các điện tích trong điện môi thì lực tương tác giữa chúng sẽ yếu đi, hằng số điện môi của chất đó cho biết lực tương tác bị yếu đi lần so với khi đặt trong chân không. Một chất có hằng số điện môi lớn chưa chắc đã là chất cách điện tốt hơn so với một chất có hằng số điện môi nhỏ. Không có khái niệm hằng số điện môi của môi trường dẫn điện. 3.4. Thuyết electron cổ điển 3.4.1. Sự ra đời của thuyết electron John Joseph Thomson Thuyết electron, mà người ta gọi là thuyết electron cổ điển, ra đời vào cuối thế kỉ XIX, sau khi người ta phát hiện ra electron, nhờ các công trình của Stoney, Plucker, Crookes, Schuster và đặc biệt là của Thomson và Millikan. 3.4.2. Cơ sở của thuyết Cơ sở đầu tiên của thuyết là quan niệm về cấu tạo hạt của vật chất đã được hình thành trong thuyết động học phân tử. Đó là vật chất được tạo nên từ những hạt rất nhỏ không thể phân chia được thành những hạt nhỏ hơn. Những hạt này được gọi là những hạt sơ cấp. Robert Andrews Millikan (1868 – 1953) Tiếp đến là các công trình nghiên cứu lí thuyết và thực nghiệm về điện và từ: định luật Coulomb về tương tác điện và khái niệm điện tích; khái niệm về dòng điện, hiệu điện thế và định luật Ohm; khái niệm về điện trường, điện từ trường... Cuối cùng và có mối liên hệ mật thiết nhất là sự phát hiện ra electron với các công trình nghiên cứu về “nguyên tử điện”: Từ các công trình nghiên cứu về điện phân, người ta đã rút ra kết luận là “một nguyên tử vật chất bao giờ cũng ứng với “một nguyên tử điện”. Năm 1874, Stoney dựa vào hiện tượng điện phân đã xác định được độ lớn của điện tích nguyên tố (e = 1,602023.10-19 C). Năm 1891, người ta đã đặt tên cho điện tích nguyên tố là electron theo đề nghị của Stoney. Năm 1894, Thomson đo được tỉ số của electron. Năm 1900, Millikan mới đo được điện tích của eletron bằng thí nghiệm sau: Sử dụng một máy phun hương thơm, Millikan đã phun các giọt dầu vào một cái hộp trong suốt. Đáy và đỉnh của hộp làm bằng kim loại được nối với nguồn pin với một đầu âm (-), một dầu dương (+). Trong thí nghiệm này, Millikan đã đặt một hiệu điện thế cực lớn (khoảng 10.000V) giữa hai điện cực kim loại đó. Millikan quan sát từng giọt rơi một và sự thay đổi điện áp rồi ghi chú lại tất cả những hiệu ứng. Khi các giọt dầu nhỏ được phun vào buồng A, do cọ xát với miệng vòi phun nên chúng được nhiễm điện. Qua một lỗ nhỏ có một số hạt dầu rơi vào bên trong khoảng không gian giữa hai tấm kim loại. Khi hai tấm kim loại này chưa nối với nguồn thì các hạt dầu rơi xuống với vận tốc lớn dần. Sau đó vận tốc của chúng không đổi khi lực ma sát cân bằng với lực hấp dẫn. Khi nối tấm kim loại 1 với cực dương, tấm 2 với cực âm thì lúc đó có những hạt không rơi xuống mà lại chuyển động lên trên, đó là những hạt nhiễm điện âm. Khi hạt này đạt đến vận tốc không đổi ta có (4.1) q: điện tích của hạt dầu U: hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại Máy phun d: khoảng cách giữa hai tấm kim loại Ion hoá bằng tia phóng xạ giọt dầu đã tích điện giọt dầu Kính quan sát tấm kim loại tích điện (-) tấm kim loại tích điện (+) Đèn chiếu sáng Khi những hạt nhận thêm điện tích này đạt đến vận tốc không đổi v2 ta có (4.2) qn: điện tích hạt dầu nhận thêm được Từ (4.1) và (4.2) ta được d và U là đại lượng đo được, v1 và v2 có thể xác định được bằng kính quan sát, k xác định bằng phương pháp riêng. Từ đó tìm được qn. Từ rất nhiều thí nghiệm, Millikan đo được điện tích nhỏ nhất là 1,6.10-19 C và điện tích của các hạt đều bằng số nguyên lần 1,6.10-19 C. Từ đó ông rút ra kết luận là tồn tại một điện tích nguyên tố (1,6.10-19 C). 4.3. Hạt nhân của thuyết Tư tưởng cơ bản của thuyết electron là quan niệm về tính gián đoạn của điện. Định luật cơ bản của