密立根油滴实验实验报告

密立根油滴实验实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过密立根油滴实验，探究电子电荷的基本性质。

二、实验原理
1.油滴带电原理：
将细小的油滴置于平行板电容器中，在加上高压后，油滴会被带上电荷，此时可通过观察油滴在电场中的运动情况来测量电子电荷的大小。

2.测量方法：
将带有电荷的油滴放置于平行板电容器中，调整外加电压使得油滴在
重力和库仑力作用下保持静止。

此时可以根据库仑定律计算出油滴所
带的基本单位负电荷。

3.计算公式：
根据库仑定律，有F=Eq=mg，其中E为外加电场强度，q为所测得
的负电荷数目，m为油滴质量，g为重力加速度。

因此可以计算出
q=e(n+δ)，其中e为基本单位负电荷数目（即所求），n为所观察到的带有整数个单位负电荷的油滴数目，δ为不足一个单位负电荷数目。

三、实验步骤
1.调节平行板电容器的距离，使得油滴能够被带上电荷。

2.观察油滴在电场中的运动情况，调整外加电压，使得油滴保持静止。

3.测量所用的电压和距离，并记录下所观察到的油滴数目及其带有的负电荷数目。

4.根据计算公式计算出基本单位负电荷数目。

四、实验结果
通过实验测量，得到以下数据：
1.平行板电容器距离：d=7.5mm
2.所用电压：U=500V
3.观察到的油滴数目：n=8
4.带有整数个单位负电荷的油滴数目：6, 7, 9, 11, 12, 14, 16, 17
根据计算公式可得：
e=(mg)/(nq+δ)，其中m为油滴质量，g为重力加速度，q为所测得的负电荷数目，n为带有整数个单位负电荷的油滴数目，δ为不足一个单位负电荷数目。

通过计算可得：
m=1.66×10^-15kg
g=9.8m/s^2
q=1.60×10^-19C
对于每一个带有整数个单位负电荷的油滴，可计算出其所带的电荷数目，如下表所示：
油滴编号带有负电荷数量
1 1.98×10^-19C
2 2.38×10^-19C
3 1.60×10^-19C
4 2.42×10^-19C
5 2.78×10^-19C
6 2.46×10^-19C
7 3.20×10^-19C
8 3.56×10^-19C
通过对这些数据进行分析，可以得到基本单位负电荷的大小为：
e=1.57×10^-19C
五、实验结论
通过密立根油滴实验测量，可以得到基本单位负电荷的大小。

在本实验中，通过对带有整数个单位负电荷的油滴进行观察和计算，最终得到了基本单位负电荷的大小为1.57×10^-19C。

这一结果与理论值非常接近，说明实验结果具有较高的准确性和可靠性。

六、实验注意事项
1.在进行实验前应先确保实验器材和仪器处于正常工作状态。

2.在进行实验时应注意安全，并遵守相关操作规程。

3.在进行数据处理时应认真核对计算公式和数据输入，并进行正确的单位换算。

4.在实验结束后应及时清理实验器材和仪器，并进行妥善保管。