电子电荷的测定

合集下载

密立根油滴法测定电子电荷

选十三密立根油滴法测定电子电荷R ·A.密立根花了七年功夫（1909~1917）所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即著名的密立根油滴试验，是近代物理学发展史上最有重要意义的实验。

他证明了电荷的不连续性（即所有电荷都是基本电荷e 的整数倍），测得了基本电荷e ，即电子的电荷值。

e=v12（1.602+0.002）×10-10库仑。

一、目的要求应用密立根油滴法测定基本电荷。

具体要求：1．验证电荷的不连续性原理。

2．测定电子的电荷值e 。

3．测出的电子电荷量e 与公认值比较，求出其正确度。

二、实验仪器密立根油滴仪、机时秒表、喷雾器、调焦针。

三、参考书目1．南京工学院等七所工科院校编《物理学》中册P.36—38。

2．F.W.SEARS 《大学物理学》第三册P.70—72。

3．保罗·A ·蒂普勒《近代物理基础及其应用》P.105—118。

4．哈尔滨工业大学主编《物理实验》（近代物理与综合部分）P.43—53。

四、实验原理用喷雾器将雾状油滴喷入相距为d 的水平放置的平行极板之间。

由于摩擦，油滴在喷射时一般都是带电的。

调解加在平行极板上电压V ，可使作用在某一油滴上的电场力与重力平衡，油滴静止在空中，如图1所示，此时有mg=q dV (1) 要从上式测出油滴带电量q ，还必须定出油滴质量m ；图1平行极板未加电压时，油滴在重力作用下加速下降，由于空气的粘滞阻力与油滴速度成正比，当到达某一速度v 时，阻力与重力平衡，油滴将均速下降，由斯托克斯定理可知： mg v a f r ==ηπ6 （2）其中η是空气粘滞系数，a 为油滴的半径。

设油滴密度为ρ则：ρπ334a m =（3）由（2）、（3）两式得：gv a ρη29= （4）对于半径小到10-6米的小球，油滴半径近于空气中孔隙的大小，空气介质不能再认为是均匀的，因而在应用对于均匀介质才适用的斯托克斯定律时，必须对空气粘滞系数作如下修正：a pb a ⋅+=ηη'b 为常数，p 为大气压强，用η代'η得到：a pb g v a ⋅+⋅=1129ρη (5)上式根号中的阿处于修正项中，不需十分精确，故它仍可用（4）式计算。

密立根油滴实验电子电荷的测量

4.8 密立根油滴实验——电子电荷的测量实验简介密立根 (Robert Andrews Millikan ，1868～1953，美国物理学家) 于1907年开始，经历7年时间，用油滴法直接证实了“电”的不连续性，并用实验的方法直接测量了电子的电荷量，这就是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展史中具有重要意义的实验。

因对基本电荷和光电效应的工作，密立根荣获1932年度诺贝尔物理学奖。

实验目的1．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定电子的电荷e 。

2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。

实验原理用油滴法测量电子的电荷，需要测量油滴的带电量q ，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法测q ，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

测量方法分析如下：一．静态（平衡）测量法。

用喷雾器将油喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。

油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。

设油滴的质量为m ，所带的电荷为q ，两块极板间的电压为U ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用。

如图（4.8-2）所示。

如果调节两极板间的电压U ，可使这两个力达到平衡，这时U mg qE q d== （4.8-1）从式（4.8-1）可见，为了测出油滴所带电量q ，除了需测定平衡电压U 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m 。

因为m 很小，需要用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气粘滞阻力的作用，下降一定距离达到某一速度v g 后，阻力与重力mg 平衡，如图4.8-3所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时6g f a v mg πη== (4.8-2)式中，η是空气的粘滞系数；a 是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状）。

设油的密度为ρ，油滴的质量可以用下式表示f r mg v g343m a πρ= (4.8-3) 由式（4.8-2）和式（4.8-3）得到油滴的半径a =（4.8-4）对于半径小到610-m 的小球，空气的粘滞系数应作如下修正1b pa ηη'=+式中，b 为修正常数，p 为大气压强，单位用Pa 。

密立根油滴实验__电子电荷的测量(实验报告)

【实验仪器】
根据实验原理，实验仪器——密立根油滴仪，应包括水平放置的调平装置，照明装置，显微镜，电源，计时器（数字毫秒计），改变油滴带电量从 q 变到 q’的装置，实验油，喷雾器等。
MOD－5 型密立根油滴仪的基本外形和具体结构如图 0 所示。
图0
【实验原理】
图1 用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法，也可以通过改变油滴的带电量用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。测量方法分述如下。
实验 29 密立根油滴实验——电子电荷的测量
【实验目的】
1．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定电子的电荷值 e。
2．通过实验过程中，对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。
3．学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。
气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时：
fr 6avg mg
设油滴密度为ρ，油滴质量 m 为：
m 4 a3 3
（2）（中我们让油滴匀速下降距离 l，测得所需时间为 tg，考虑到空气粘滞系数对半径较小的油滴的修正后，可得油滴的质量为：
3/ 2

m

4

9v
g
1

3
2g
1
b pa
其中修正常数 b=6.17×10-6m /cmHg，p 为大气压强，单位为 cmHg，而 vg 则为
l vg tg
则：
（5）（6）
3

2
q
18

l

实验三十电子电荷的测定

可得：
q
0.9271014
3/2
t10.022t6
•1 V
a
7
【实验仪器】
【实验内容】
1.调仪器水平 2.喷油雾
3.加电压，选取合适油滴，测平衡电压V。 4.去掉平衡电压，让油滴匀速下降，测时间t。
5.同一油滴测5次。共选5颗油滴。
a
8
【数据处理】
倒过来验证方法
qne
neq0
e0 1.601019C
实验三十电子电荷的测定 ——密立根油滴实验
江苏大学物理实验中心
a
1
【实验目的】
1．测定电子的基本电荷，并验证电荷的不连续性。
2．了解用密立根油滴仪测定油滴所带电荷的基本原理及实验方精确著名，由于他在测量电子电荷量等方面的杰出成就而荣获 1923年诺贝尔物理学奖。
e测
q n
对五颗油滴取平均值 e，并和公认值比e 0 较，算出百分误差。
a
9
【注意事项】
1.喷油雾时，用力喷一下即可。 2.选择油滴：平衡电压200～300伏，匀速下降1.5mm的时间8～30秒。 3. 整个测量过程中都要对油滴进行跟踪，以免油滴丢失。
a
10
密立根（likan）
a
3
【实验原理】 qE
V
mg
1.库仑力与重力平衡:
调节两极板间的电压，可使油滴静止不动，达到受力平衡。即
V
mgd
m gqE q q
d
V
a
4
fr 6av
V=0
mg
2.空气粘滞阻力与重力平衡: V=0，油滴匀速下降时粘滞阻力与重力
平衡。即
fr
6avmgm

使用密立根油滴实验进行电子电荷测量的注意事项

使用密立根油滴实验进行电子电荷测量的注意事项密立根油滴实验是物理学中用于测量电子电荷的经典实验之一。

该实验利用了物体电荷与静电力之间的相互作用，通过观察油滴在电场中的运动来测量电子电荷的大小。

然而，在进行这个实验时，有一些重要的注意事项需要牢记。

本文将介绍使用密立根油滴实验进行电子电荷测量时应注意的几个方面。

一、仪器准备在进行密立根油滴实验之前，首先要确保实验所需的仪器都是完好无损的。

仪器主要包括电子顶平台、电场产生装置、光学显微镜以及用于生成油滴的喷雾装置。

对于电子顶平台和电场产生装置，应检查其电源是否正常、电极是否清洁、接线是否牢固等方面。

此外，需要确保显微镜的调焦功能正常，且喷雾装置能够均匀生成稳定的油滴。

二、环境控制密立根油滴实验的结果受环境条件的影响较大，因此在进行实验时应尽量控制环境。

首先，要确保实验室中的温度和湿度相对稳定，以避免它们对实验结果的干扰。

其次，要避免实验台面上存在静电产生的物体，如塑料袋、羊毛衣等，因为它们可能会干扰到实验结果。

最后，要注意防护实验区域，避免有人走动或者其他可能导致空气流动的因素干扰到实验。

三、荷电滴的选择在密立根油滴实验中，选择适当的荷电滴对于测量电子电荷是至关重要的。

荷电滴应该是稳定的，即不会自行下落或漂浮，同时也不会发生快速的运动。

此外，荷电滴的直径应适中，太小的话会增加误差，太大的话会减小测量的精度。

一般而言，直径约为2-10微米的油滴较为合适。

四、精细测量在进行密立根油滴实验时，要进行精细的测量，以提高测量结果的准确性和可靠性。

首先，要注意显微镜的焦距调节，确保对油滴的观察清晰准确。

其次，要仔细观察油滴在电场中的运动，包括上升、下降和平衡时的情况，并进行多次观察以减小误差。

最后，在记录实验数据时要做好实验步骤和相关数据的记录，以便后续的数据处理和分析。

总结：密立根油滴实验是一种重要的电子电荷测量方法，在进行实验时需要注意仪器准备、环境控制、荷电滴的选择和精细测量等方面的问题。

电子电荷测定实验报告

电子电荷测定实验报告电子电荷测定实验报告引言：电子电荷测定是物理学中的一项重要实验，通过测量电子的电荷量，可以深入了解电子的性质和行为规律。

本实验旨在通过观察电子在电场中的运动轨迹，利用电场力与电子的质量和电荷量之间的关系，计算出电子的电荷量。

实验原理：电子电荷测定实验基于电场力与电子的质量和电荷量之间的关系。

根据库仑定律，两个电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比。

当一个电子在电场中运动时，受到电场力的作用，其运动轨迹会发生偏转。

根据电场力的大小和方向，可以推断出电子的电荷量。

实验步骤：1. 准备实验装置：将一个平行板电容器放置在水平台上，其中一块平行板连接到正电极，另一块连接到负电极。

在电容器中间放置一个电子束发射装置，用于发射电子束。

2. 调整电场强度：通过调节电容器的电压，使得电场强度达到所需的数值。

记录下电场强度的数值。

3. 发射电子束：打开电子束发射装置，发射一束电子。

4. 观察电子轨迹：使用显微镜观察电子在电场中的运动轨迹，并记录下来。

5. 测量电子轨迹半径：使用尺子或显微镜测量电子轨迹的半径，并记录下来。

6. 计算电子电荷量：根据电场力与电子质量和电荷量之间的关系公式，计算出电子的电荷量。

实验结果与讨论：根据实验数据，我们可以得到电子轨迹半径与电场强度之间的关系。

通过绘制电子轨迹半径与电场强度的曲线，可以求得电子的电荷量。

在实验中，我们发现电子轨迹半径随电场强度的增加而增加。

这与我们的预期一致，因为电场力与电子电荷量成正比，电子轨迹半径的增加意味着电子的电荷量增加。

通过计算，我们得到了电子的电荷量为1.6×10^-19 库仑。

这个结果与已知的电子电荷量非常接近，验证了我们的实验方法的准确性。

结论：通过电子电荷测定实验，我们成功地测量了电子的电荷量，并得到了与已知数值相符的结果。

这个实验不仅帮助我们更深入地了解了电子的性质，还验证了电场力与电子质量和电荷量之间的关系。

电子电荷测定实验在物理学研究和应用中具有重要意义，对于电子学、电磁学等领域的发展起到了积极的推动作用。

密立根油滴实验电子电荷的测量解读

14.8 密立根油滴实验——电子电荷的测量实验简介密立根 (Robert Andrews Millikan ，1868～1953，美国物理学家) 于1907年开始，经历7年时间，用油滴法直接证实了“电”的不连续性，并用实验的方法直接测量了电子的电荷量，这就是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展史中具有重要意义的实验。

因对基本电荷和光电效应的工作，密立根荣获1932年度诺贝尔物理学奖。

实验目的1．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定电子的电荷e 。

2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。

测量方法分析如下：一．静态（平衡）测量法。

用喷雾器将油喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。

油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。

设油滴的质量为m ，所带的电荷为q ，两块极板间的电压为U ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用。

如图（4.8-2）所示。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时6g f a v mg πη== (4.8-2)式中，η是空气的粘滞系数；a 是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴f r mg v g2 总是呈小球状）。

用密立根油滴实验测电子电荷

用密立根油滴实验测电子电荷实验背景杰出的美国物理学家密立根在1909年至1917年所做的测量微小油滴上带的电荷的工作，即所谓油滴实验。

在全世界是享负盛名的，堪称物理实验的典范.Millikan在这一实验工作中花费里近10年的心血，而取得了有重大意义的结果，那就是：(1)证明电荷的不连续性(具有颗粒性)，所有电荷都是基本电荷e的整数倍。

(2)测量并得到了基本电荷即为电子电荷，其值为e=1.60⨯10-19库仑。

现公认e是基本电荷，对其值的测量测量精度不断提高，目前给出的最好结果为：e=(1.60217731±0.00000049)⨯10-19库仑。

正是由于这一实验成就，他荣获了1932年诺贝尔物理奖金。

八十多年过去了，物理学发生了根本的变化，而这个实验又重新站到了实验物理的前列。

近年来，根据这一实验的设计思想改进的用磁漂浮的方法测量分数电荷的实验，使古老的实验又焕发青春，也就更说明，Millikan油滴实验是富有巨大生命力的实验。

n 实验目的本实验的目的，是学习测量元电荷的方法，并训练物理实验时应有的严谨态度和坚韧不拔的科学精神。

n 实验原理按油滴作匀速直线运动或静止两种运动方式分类，油滴法测电子电荷分为动态测量法和平衡测量法。

l 动态测量法考虑重力场中一个足够小油滴的运动，设此油滴半径为r，质量为m1，空气是粘滞流体，故此运动油滴除重力和浮力外还受粘滞阻力的作用。

由斯托克斯定律，粘滞阻力与物体运动速度成正比。

设油滴以匀速vf下落，则有(1)此处m2为与油滴同体积空气的质量，K为比例常数，g为重力加速度。

油滴在空气及重力场中的受力情况如图8.1.1-1所示。

若此油滴带电荷为q，并处在场强为E的均匀电场中，设电场力qE方向与重力方向相反，如图8.1.1-2所示，如果油滴以匀速vr上升，则有(2)由式（1）和（2）消去K,可解出q为：(3)由（3）式可以看出来，要测量油滴上的电荷q，需要分别测出m1，m2，E，vr，vf等物理量。

电子电荷的测量(密立根油滴实验)

实验５７电子电荷的测量（密立根油滴实验）由美国物理学家密立根（Ｍｉｌｌｉｋａｎ，Ｒ．Ａ．）完成的测量微小油滴上所带电荷的实验——油滴实验，是物理学发展史上具有重要意义的实验。

这一实验首次证明了电荷的不连续性，即任何带电体所带的电量都是基本电荷的整数倍，并精确测定了基本电荷ｅ＝1.60×10-19库仑。

电子电荷是物理学中基本常数之一，在理论和实际工作中都有重要意义，它的精确测定，为从实验上测定许多基本物理量提供了可能性。

密立根油滴实验设计精巧，设备简单，而实验结论却有不容置疑的说服力，因此这一实验历来被看做是物理实验的一个光辉典范。

密立根由于这一杰出工作和在光电效应方面的研究成果而荣获１９２３年诺贝尔物理奖。

【预习重点】（１）用油滴法测量电子电荷的原理。

（２）密立根油滴仪的结构原理和调节使用方法。

【仪器】密立根油滴仪（包括油滴盒、照明装置、显微镜、电源及油喷雾器）、电子停表。

ＭＯＤ—４型油滴仪简介如下。

ＭＯＤ—４型油滴仪结构如图５７—１所示。

油滴盒由两块经过精磨的平行极板、中间垫以胶木圆环组成，两平行极板的间距为ｄ。

胶木圆环上有进光孔（插导光棒）、观察孔（正对显微镜）和石英玻璃窗（旁边装有笔形汞灯）。

上电极板中央有一个直径为０.４ｍｍ的小孔，油滴从油雾室经此孔下落，进入油滴盒。

油滴盒可用调平螺丝调节水平并用水准器校验。

图５７—１油滴实验仪照明装置包括照明灯室和导光棒。

灯室中装一２.２Ｖ聚光小灯泡，通过调节小灯泡方向，可使油滴更为清晰明亮。

显微镜通过胶木圆环上的观察孔观察平行极板间的油滴。

显微镜目镜中装有分划板，其垂直方向的总刻度相当于视物中的３.００ｍｍ，用以测量油滴运动的距离ｌ。

电源共提供４种电压：２.２Ｖ照明小灯泡电压，５００Ｖ直流平衡电压，２５０Ｖ直流升降电压和笔形汞灯工作电压。

５００Ｖ直流平衡电压可连续调节，读数从电压表上读出，并由反向开关换向以改变上下电极板的极性。

开关置“＋”位置时，能使带正电的油滴与重力平衡，置“－”位置时，能平衡带负电的油滴，反向开关置“０”位置时，上下电极短路，极板间电场为零。

密立根油滴实验电子电荷的测量

密立根油滴实验电子电荷的测量密立根（Robert Andrews Millikan , 1868〜1953，美国物理学家）于1907 年开始，经历7 年时间，用油滴法直接证实了“电”的不连续性，并用实验的方法直接测量了电子的电荷量，这就是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展史中具有重要意义的实验。

因对基本电荷和光电效应的工作，密立根荣获1932 年度诺贝尔物理学奖。

1 ．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定电子的电荷e。

2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。

用油滴法测量电子的电荷，需要测量油滴的带电量q,可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法测q，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

测量方法分析如下：一．静态（平衡）测量法。

用喷雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极qE板之间。

油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。

设油滴Vd的质量为m所带的电荷为q,两块极板间的电压为U,则mg油滴在平行极板间将同时受到重力mg和静电力qE的作用。

图4.8-2如图（4.8-2 ）所示。

如果调节两极板间的电压U,可使这两个力达到平衡，这时UmgqEq,, （4.8-1 ）d从式（4.8-1 ）可见，为了测出油滴所带电量q,除了需测定平衡电压U和极板间距离d外，还需要测量油滴的质量m因为m很小，需要用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气粘滞阻力的作用，下降一定距离达到某一速度v后，阻力与重力mg平衡，如图4.8-3所示（空气浮力忽略不计），fgr 油滴将匀速下降。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时favmg,,6,, （4.8-2） vgg 式中，a是空气的粘滞系数；是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴,mg总是呈小球状）。

设油的密度为，油滴的质量可以用下式表示，143 （4.8-3） ma 图4.8-3 ,,,3由式（ 4.8-2 ）和式（ 4.8-3 ）得到油滴的半径9,vga, （4.8-4 ）2,g,6对于半径小到m的小球，空气的粘滞系数应作如下修正10,,,,b ，1pa式中，为修正常数，为大气压强，单位用Pa。

密立根测定电子电荷的实验

3、变化油滴旳带电量，验证电荷旳不连续性
4、观察油滴旳布朗运动
七、思索题
• 若平行极板不水平，对测量有何影响？
• 怎样选择合适旳油滴进行测量？ • 试验上怎样做才干确保油滴做匀速
运动？ • 怎样判断油滴所带电荷量旳变化？
八、参照文件
• likan，Phys.Rev. Vol.21(1923)483; Vol.22(1923)409
③对同一颗油滴应进行10～12次测量，而且每次测量都要重新调整平衡电压。假如油滴逐渐变得模糊，要微调测量显微镜跟踪油滴，勿让油滴丢失。
④用一样措施分别对4～5颗油滴进行测量，对MOD-5B型密立根油滴仪，也可用变化油滴带电量旳方法，反复对同一颗油滴进行试验，求得电子电荷e。
研究课题
2、动态非平衡测量法测电子电荷
密立根旳试验设备简朴而有效，构思和措施巧妙而简洁，他采用了宏观旳力学模式来研究微观世界旳量子特征，所得数据精确且成果稳定，不论在试验旳构思还是在试验旳技巧上都堪称是第一流旳，是一种著名旳有启发性旳试验，因而被誉为试验物理旳典范。
密立根（R. A. Millikan）
二、试验目旳
• 200C时旳大气压 pt=20℃ 1.0133105 Pa
• 修正系数
b 8. 22103 m Pa
②测量油滴运动旳时间
任意选择几颗运动速度快慢不同旳油滴，用停表测出它们下降一段距离所需要旳时间。或者加上一定旳电压，测出它们上升一段距离所需要旳时间。如此反复多练几次，以掌握测量油滴运动时间旳措施。
③选择油滴
要做好本试验，很主要旳一点是选择合适旳油滴。选旳油滴体积不能太大，太大旳油滴虽然比较亮，但带旳电荷比较多，下降速度也比较快，时间不轻易测精确。油滴也不能选旳太小，太小则布朗运动明显。一般选择平衡电压在200伏特以上，在20～30秒时间内匀速下降2毫米旳油滴，其大小和带电量都比较合适。

密立根油滴法测定电子电荷实验报告

密立根油滴法测定电子电荷实验报告密立根油滴法测定电子电荷实验报告引言：密立根油滴法是一种重要的物理实验方法，用于测定电子电荷的大小。

本实验旨在通过密立根油滴法，探究电子电荷的本质和数值，并了解该实验方法的原理和步骤。

一、实验原理密立根油滴法是根据油滴在电场中受到电力平衡的原理，通过测量油滴的运动参数，计算出电子电荷的大小。

实验中使用的仪器主要有油滴室、显微镜、电源和气雾发生器。

二、实验步骤1. 实验前准备：将油滴室清洗干净，并保持干燥。

调整显微镜，使其对焦清晰。

连接电源和气雾发生器，确保电源电压和气雾发生器的操作正常。

2. 滴油滴：使用滴管从油滴瓶中取出一滴油滴，轻轻滴在油滴室的孔口处。

3. 施加电场：调节电源电压，使油滴在电场中受到向上的电力。

观察油滴的运动情况，如果油滴向上运动，则减小电压；如果油滴向下运动，则增加电压。

直到油滴保持在一个稳定的位置，不上不下。

4. 记录数据：使用显微镜观察油滴的运动，并记录下油滴的直径、升降时间和电压大小。

5. 重复实验：重复上述步骤，取多个油滴的数据，以提高实验的准确性。

6. 数据处理：根据油滴的直径、升降时间和电压大小，利用公式计算出电子电荷的大小。

三、实验结果与分析通过多次实验得到的数据，计算出电子电荷的平均值为1.6×10^-19库仑。

这个数值与已知的电子电荷的数值非常接近，验证了密立根油滴法的准确性和可靠性。

实验中可能存在的误差主要来自于油滴的不规则形状和电场的非均匀性。

为了减小误差，我们可以增加实验次数，取更多的数据进行平均，同时注意调整电场的均匀性。

四、实验应用密立根油滴法不仅可以用于测定电子电荷的大小，还可以用于研究其他微小粒子的性质。

例如，通过测定金粒的电荷大小，可以研究金的微观结构和性质。

此外，密立根油滴法还可以用于测定空气中微粒的电荷，从而研究大气污染和环境保护等问题。

结论：通过密立根油滴法的实验，我们成功测定了电子电荷的大小，并验证了该实验方法的准确性和可靠性。

实验五电子电荷的测量密立根油滴实验广西师范大学解读

实验五电子电荷的测量――密立根油滴实验引言美国物理学家密立根（Ｒ．Ａ．Ｍｉｌｌｉｋａｎ）从１９０９到１９１７年所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。

他精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。

由于这个实验的原理清晰易懂，设备和方法简单、直观而有效，所得结果富有说服力，因此它又是一个富有启发性的实验，其设计思想是值得学习的。

密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应测量出普朗克常数等项成就，荣获１９２３年诺贝尔物理学奖。

以往，油滴实验中，用眼睛在显微镜中观测油滴，时间一长，眼睛感到疲劳、酸痛。

我们采用ＣＣＤ摄像机和监视器，对实验加以改进，制成电视显微密立根油滴仪，从监视器上观察油滴，视野宽广，图像鲜明，观测省力。

实验目的1.通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测量电子的电荷值e。

2.了解ＣＣＤ图像传感器的原理与应用，学习电视显微测量方法。

3．通过实验时对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。

实验原理一个质量为ｍ带电量为ｑ的油滴处在两块平行极板之间，在平行极板未加电压时，油滴受重力作用而加速下降。

由于空气阻力的作用，下降一段距离后，油滴将作匀速运动，速度为ｖg。

这时重力与阻力平衡(空气浮力忽略不计)，如图2.4-1所示。

根据斯托克斯定律，粘滞阻力为ｆr＝６πａηｖg （2.4-1）式中，η是空气的粘滞系数，ａ是油滴的半径。

这时有６πａηｖg＝ｍg （2.4-2）当在平行极板上加电压Ｕ时，油滴处在场强为Ｅ的静电场中，设电场力ｑＥ与重力相反，如图2.4-2所示。

使油滴受电场力加速上升，由于空气阻力作用，上升一段距离后，油滴所受的空气阻力、重力与电场力达到平衡(空气浮力忽略不计)，油滴将匀速上升，此时速度为ｖe，则有：６πａηｖe＝ｑＥ－ｍg （2.4-3 ）又因为由上述（2.4-1）（2.4-2）（2.4-3）式可解出)V (v v ge g U d m g q += （2.4-4）为测定油滴所带电荷ｑ，除应测出Ｕ、ｄ和速度ｖg 、ｖe 外，还需知油滴质量ｍ。

实验3密立根油滴实验—电子电荷的测定

实验3 密立根油滴实验—电子电荷的测定
美国著名物理学家密立根首先设计并完成了油滴实验，该实验证明了所有带电体所带的电荷量都是基本电荷ｅ的整数倍，明确了电荷的不连续性，并精确测定了基本电荷的准确数值
是一个著名而有启发性的物理实验
一实验目的
测定油滴的带电量，并推出电子电荷的量值。
五数据处理
（1）计算qi
（2）计算ni=[qi/ e0]
（3） ei=qi/ ni
∑ （4）
e
=
1 3
3 i =1
ei
（5）相对误差
E = e − e0 ×100% e0
六思考题
1. 一个油滴下落极快，说明了什么？ 2. 为了减少测量误差，希望油滴不要下落太
快，那么是否越慢越好？
V 左右的工作电压
（2）练习选择油滴：下降4个小格所用时间（约为10~30秒）
（3）练习测试速度：
3、正式测量（1）选择一个合适的油滴，记录平衡电压
Un值。（2）记录油滴运动4.0小格（相当于距离
2.00mm）所用时间T。（3）对一个小油滴反复测量5次，并测3 个
油滴，记录相应的Un和T。
由以上条件表达式可得
q = ne = 18π [Βιβλιοθήκη ηL3]2
d
2ρg T (1 + b ) U n
pr
油的密度ρ=981kg.m-3
空气粘滞系数η=1.83×10-5kg.m-1.s-1
重力加速度g=9.80m.s-2
下降距离 L=2.00×10-3m
修正系数b=6.17×10-6m.cmHg
大气压强 p=76.0cmHg

测量电子电荷的实验注意事项

测量电子电荷的实验注意事项电子电荷的测量是物理学实验中非常重要的一项实验，它有助于我们了解电子的基本性质和电磁学理论。

但是，在进行这个实验时，我们需要注意一些事项，以确保实验的准确性和安全性。

一、实验器材准备在进行电子电荷测量实验时，我们需要准备以下器材：1. 电子电荷测量仪器：包括电子束轨迹仪、电源、电压表、电荷量测量装置等。

2. 安全防护器材：如护目镜、实验手套、实验台布等，以确保实验人员的安全。

二、实验环境准备在进行电子电荷测量实验时，需要满足以下环境要求：1. 低压环境：为了避免电子与气体分子碰撞，应在真空或较低压力环境下进行实验。

2. 无干扰环境：实验室应尽可能避免电磁波干扰和外界噪声，以确保实验数据的准确性。

三、实验操作注意事项在进行电子电荷测量实验时，需要注意以下操作细节：1. 仪器校准：在实验开始前，应对电子电荷测量仪器进行校准，以确保测量结果的准确性。

2. 稳定电源：选择稳定的电源，并确保所选电压稳定输出，以准确控制电子束的能量。

3. 轨迹观测：观察电子束在电场或磁场中的轨迹，需要准确调整仪器参数，确保电子束轨迹清晰可见。

4. 数据记录：记录实验过程中的关键数据，如电压、电流、电子束轨迹等，以便后续数据分析和计算。

5. 多次测量：为了提高实验结果的可靠性，应进行多次测量，并取平均值作为最终结果。

6. 安全操作：在实验过程中，要注意安全事项，避免直接接触高压设备，以确保实验人员的人身安全。

四、数据处理与结果分析在完成电子电荷测量实验后，需要进行数据处理和结果分析，以获得电子电荷的准确值。

在进行数据处理时，应注意以下事项：1. 测量误差：分析测量误差来源，了解实验结果的可靠性和精确度。

2. 实验结果验证：通过与已知电子电荷值的比较，验证实验结果的准确性。

3. 讨论与结论：根据实验结果，结合理论知识进行讨论，得出相应结论并给出合理的解释。

结语电子电荷的测量是一项精密的实验，需要仔细的实验操作和准确的数据处理。

测量电子电荷的电子电荷测量仪实验

测量电子电荷的电子电荷测量仪实验标题：测量电子电荷的电子电荷测量仪实验引言：电子电荷是基本粒子之一，了解和测量电子电荷对于理解电磁现象和电子行为具有重要意义。

本文将介绍一种用于测量电子电荷的电子电荷测量仪实验，并探讨其应用和其他专业性角度。

第一部分：电子电荷的基本原理在介绍实验之前，有必要了解一些基本的物理定律与概念。

根据库仑定律，两个电荷之间的作用力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

电子带负电荷，其电荷量记为e，e = -1.602 ×10^-19 库仑。

电荷是宏观电流的基本单位，电荷之间的转移和流动引发了电流。

第二部分：电子电荷测量仪实验的准备工作实验所需的材料和仪器有：电子电荷测量仪、导线、电源、电压表、直流电流表、标准电阻器等。

实验的准备包括以下步骤：1. 确保实验室环境稳定，无干扰源。

2. 搭建电路：将电子电荷测量仪与电源、电压表、直流电流表等连接起来，连接线要保持良好的导电性。

3. 校准仪器：根据仪器的使用说明，对电流表和电压表进行校准，以确保测量结果的准确性。

4. 准备样品：选择一个导电性良好的样品，例如金属片，将其清洁并固定在特定位置上，以待实验使用。

第三部分：电子电荷测量仪实验过程实验的主要步骤如下：1. 启动电源，确保电源输出的稳定。

2. 使用导线将电源与实验样品连接。

3. 通过电流表测量电流强度I，记录下实验开始时的电流值。

4. 使用电压表测量电压V。

5. 计算电子电荷量e：e = I × t / V，其中t为测量时间。

6. 重复多次测量，取平均值，以提高测量结果的准确性。

7. 对测量结果进行统计和分析，并记录实验中的误差来源。

第四部分：实验的应用和其他专业性角度1. 理论验证：通过测量电子电荷的实验，可以验证电子电荷的数值是否与理论值相符合，从而验证库仑定律以及电子电荷的基本属性。

2. 教学应用：该实验可用于物理教学中，帮助学生更好地理解和掌握电荷、电流和电压等概念，并培养实验操作的能力。

测量电子电荷实验的步骤与实验设备选择

测量电子电荷实验的步骤与实验设备选择电子电荷是电子的基本属性之一，准确测量电子电荷的数值对于理解电磁现象和电子行为具有重要意义。

本文将介绍测量电子电荷的实验步骤以及实验设备的选择。

一、实验步骤1. 实验准备：准备好实验所需的设备和材料，包括电子束管、电源、电压表、电流表、万用表、电源线等。

2. 搭建电路：将电子束管与电源、电压表和电流表连接起来，确保电路连接正确可靠。

3. 控制电源：调节电源的电压和电流，使其处于合适的工作范围。

一般情况下，电子束管的工作电压为几百伏至几千伏，电流为几毫安至几十毫安。

4. 测量电压：在电子束管的阳极和阴极之间接入电压表，通过调节电压表的量程，测量电压的变化情况。

5. 测量电流：在电子束管的阳极和电源之间接入电流表，通过调节电流表的量程，测量电流的变化情况。

6. 数据记录与分析：记录不同电压下的电流数值，并根据测量结果绘制电流-电压曲线。

使用该曲线可以计算出电子电荷的数值。

二、实验设备选择1. 电子束管：电子束管是测量电子电荷的核心设备，常见的有电子枪、回旋加速器等。

选择电子束管时需要考虑其输出电流和输出电压的范围，以及工作的稳定性和可靠性。

2. 电源：电源是为电子束管提供工作电压和电流的装置，可以选择恒流电源或恒压电源，具体根据实验要求进行选择。

3. 电压表和电流表：选择电压表和电流表时需要考虑其测量范围、准确度和灵敏度。

一般情况下，应选择能够满足实验要求的高精度仪器。

4. 万用表：万用表是用于测量电路中其他电阻、电容等参数的仪器，应选择具有高精度和多功能的万用表。

5. 电源线和连接器：选择质量好、接触良好的电源线和连接器，确保电路连接可靠，避免因为接触不良导致测量结果不准确。

通过以上步骤和合适的实验设备选择，可以准确测量电子电荷的数值，并获得可靠的实验结果，进一步加深对电子性质和电磁现象的理解。

在实验过程中，需要注意安全措施，遵守实验操作规范，并针对实验装置和操作进行维护和校准，以确保实验的准确性和安全性。

大一下物理实验【实验报告】-密立根油滴法测电子电荷

东南大学物理实验报告姓名学号指导老师日期座位号报告成绩实验名称密立根油滴法测电子电荷目录预习报告……………………………………………2~5实验目的 (2)实验仪器 (2)实验中的主要工作 (2)预习中遇到的问题及思考 (3)实验原始数据记录 (4)实验报告…………………………………………6~12实验原理………………………………………………………实验步骤………………………………………………………实验数据处理及分析…………………………………………讨论……………………………………………………………实验目的：1、学会使用密立根油滴仪等实验仪器2、掌握密立根油滴法测定电子电荷的试验方法3、领悟密立根实验的设计思想4、进一步掌握处理实验数据的方法实验仪器（包括仪器型号）：实验中的主要工作：1、调整仪器：将仪器放平，调节仪器底部左右两只调平螺丝，使仪器水平，仪器预热10分钟，将油从油雾室旁的喷雾口喷入，微调测微显微镜的调焦手轮。

2、测量练习：练习控制油滴。

3、正式测量：对同一颗油滴进行6~8次测量，而且每次测量都要重新调整平衡电压，用同样的方法再进行。

4、数据处理：验证电荷的不连续性并测定电子电荷值e。

5、仔细观察显微镜视场中看到的大小、明暗、降落快慢各异的油滴的表现。

预习中遇到的问题及思考：1、若油滴室内两容器极板不平行，对实验结果有何影响？答：若油滴室内两容器极板不平行，则油滴所受电场力不在竖直方向上，故不能保证油滴做直线运动，计算公式条件不成立，求出来的电子电荷数量不准确。

2、若所加视场方向使得电荷所受电场力方向与重力方向相同，能否利用本实验的理论思想和方法测得电子电荷e？答：若所加视场方向使得电荷所受电场力方向与重力方向相同，也能利用本实验的理论思想和方法测得电子电荷e，不过只能用动态法测量，并且要修改相应受力关系式。

实验原始数据记录：油的密度p=981kg/m3重力加速度g=9.80m/s2空气的粘滞系数n=1.83*10-5 kg/(m*s) 油滴匀速下降的距离取l=2.00*10-3m 修正常数b=8.22*10-3m*pa大气压强P=1.013*105pa平行极板距离d=5.00*10-3m代入以上数据可得一、实验原理用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间，在油的喷射分散过程中，摩擦作用使得油滴带电，设油滴的质量为m，所带的电量为q，两极板间的电压为U，调节U，可使油滴静止在某一位置，忽略空气对油滴的浮力作用，则在平衡状态下有，即……①其中m是一个微观量，无法从实验直接测量，需要采用特殊的方法间接测量：撤除平行板间的电压，油滴在重力作用下加速降落，随即便有空气的黏性阻力Fr作用在油滴上，重力与黏性阻力合作用的结果使得油滴很快达到以恒定速度v下落，粘滞阻力f r与重力mg平衡，即fr=6πrηv=mg……②式中η是空气的黏滞系数，r是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状）设油滴的密度为ρ，则……③故由①②③得：……④密立根在当年的实验中发现，斯托克斯公式f r=6π rηv应用于非常小的油滴时，应该对黏滞系数η进行一个除以的修正，其中b为修正常数，b=8.22×10-3m·Pa；p为大气压强，单位为Pa，④式中速度v可通过测量在平行板电压为零的状态下，油滴匀速下降的距离l和相应的时间t得到 v=l/t ……⑤将⑤式代入④式并考虑η的修正得……⑥本实验中油的密度ρ=9.81Kg·m-3，重力加速度g=9.80m/s2空气的黏滞系数η=1.83×10-5Kg·m-1·s-1，油滴匀速下降的距离l=2.0×10-3m 修正常数b=8.22×10-3m·Pa，大气压强p=1.013×105Pa平行板间距离d=5.0×10-3m代入⑥式得二、实验步骤1、调整仪器：将仪器放平，调节仪器底部左右两只调平螺丝，使仪器水平。