题目

中子、质子、电子的质量是怎样测量的?
一、质子和电子质量的测量,可以利用荷质比,通过测量它们在磁场中偏转的半径来进行测量,但是磁场和半径怎么能精确测量呢?以至于可以得到质子和电子的质量精度很高的数据呢?而且,利用荷质比测量必须知道质子和电子电荷量的精确值,质子和电子的电荷量又是怎样测量出来的呢?
二、中子是不带电的,它的质量又是怎样测量出来的?
非常谢谢四楼的,中子质量肯定是用散射实验测量的吗?测量的精度是多少?中子的质量会不会是用测量某原子的质量然后减去已知的电子和质子的质量后得到的?
下面是1998年CODATA国际推荐值的质子、电子的质量,没有中子的数据：
电子质量：9.10938188(72)E-31kg 相对精度7.9e-8
质子质量：1.67262158(13)E-27kg 相对精度7.9e-8
可以看出精度非常高.
电子的电量能测到这个准确度吗?
另外,现在都说密立根实验伪造数据,否则根本做不出来的啊.
另外,中子是电中性的,如果是用碰撞实验测量它的质量,那么它的轨迹怎么探测啊?
怎么用质谱仪测量中子的质量呢?它是电中性的啊,难道是用重离子的质谱仪测量结果进行加减计算来测量的吗?

提问时间：2020-10-10

答案

测量荷质比有非常多的方法,你所说的是用的磁偏转法测量荷质比.这个试验测量粒子在磁场中偏转半径非常简单,让粒子打到荧光屏上或是底片上,这样粒子就会在上面成像,直接测量距离就可以得到偏转半径了,而长度测量当然能达到一个很高的精度了.
至于电子电量的测量,也就是基本电荷的测量是美国物理学家密立根（Robert A.Millikan）在1909年到1917年期间做出来的,用了10年时间,相当巧妙的测量了电子电量,这个试验室物理学发展的里程碑,有重要的意义.（你要是做过这个试验就知道密立根为什么做了10年）.
主要原理是将带电的油喷雾到油雾室里面,在电场的作用下控制其下落,如果测量下落的速度,就可以算出受到的电场力,从而算出小油滴的电荷.由于物体带电肯定是电子电量的整倍数,所以大量油滴电荷的最小公约数就是电子电荷.密立根测量的电子电荷为：e = 1.60×10-19C
至于中子的质量,可以通过碰撞质子然后测量其质量比,进而求出中子质量.