密立根油滴实验中油滴带电的成因
在密立根油滴实验中，油滴的带电是实验得以进行的关键前提。当实验者使用喷雾器将油滴喷入实验装置的上层空间时，油滴与喷雾器的喷嘴之间会发生剧烈的摩擦。这种摩擦过程本质上是一种接触起电（或称摩擦起电）现象。在微观层面，不同物质对电子的束缚能力不同，当油滴以高速从金属或其它材质的喷嘴中喷射而出时，两者紧密接触并发生相对运动，束缚能力弱的物质会失去电子，而束缚能力强的物质会得到电子，从而导致电荷的转移。因此，喷射出的油滴因失去或得到电子而携带上净电荷，其电性可能为正也可能为负，电荷量通常是元电荷的整数倍，但具体数值是随机的。
判断油滴所带电荷性质的方法
判断油滴带何种电荷（正电或负电），需要依靠对油滴在电场中运动方向的观察。密立根实验装置的核心是两块水平放置的平行极板，通过外接电源可以给极板施加一个方向已知、大小可调的匀强电场。在未加电场时，油滴在重力作用下下落。当施加电场后，带电油滴会受到电场力的作用。实验者首先需要观察油滴在电场中的运动方向：若油滴在电场中向上运动，说明其受到的电场力方向向上，与重力方向相反。由于电场方向（定义为从正极板指向负极板）是已知的，根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的原理，电场力方向与电场方向相同时，油滴带正电；相反时，则带负电。因此，通过对比油滴运动方向与电场方向，即可明确判断其电荷的正负，这是进行后续精确测量与计算的基础。
综上所述，油滴因摩擦起电而带电，其电性则通过观察其在已知方向的电场中的受力运动情况来判定。这一巧妙的实验设计不仅揭示了电荷的量子化特性，也展现了利用基本力学原理探究微观电学性质的物理思想。