密立根油滴实验原始数据记录表
密立根油滴实验数据处理
一、静态法测量
静态法油滴1
第1粒油滴数据
电压(v)
下落时间(s)
电荷q
电子数n
e值
误差
第1次测量数据
214
6
%
第2次测量数据
214
6
%
第3次测量数据
214
6
%
第4次测量数据
214
6
%
第5次测量数据
214
6
%
第6次测量数据
214
6
%
第7次测量数据
214
6
%
第1粒油滴结果
214
6
%
静态法油滴2
第2粒油滴数据
电压(v)
下落时间(s)
电荷q
电子数n
e值
误差
第1次测量数据
131
18
%
第2次测量数据
131
18
%
第3次测量数据
131
18
%
第4次测量数据
131
18
%
第5次测量数据
131
18
%
第6次测量数据
131
18
%
第7次测量数据
131
18
%
第2粒油滴结果
131
18
%
静态法油滴3
第3粒油滴数据
电压(v)
201
13
%
第2次测量数据
201
13
%
第3次测量数据
201
12
%
第4次测量数据
201
12
%
第5次测量数据
201
12
%
第6次测量数据
实验十九 密立根油滴
实验十九密立根油滴实验授课班级：教学课次：授课时间:授课地点：物理实验中心（3S311）授课形式：预习讲授和指导授课要点：理解密立根油滴实验的设计思想、实验方法，测定油滴的带电量，并推算基本电荷值e的大小时间分配：讲授25分钟，学生熟悉仪器等20分钟实验十九密立根油滴美国实验物理学家密立根于1909年设计并完成了密立根油滴实验，该实验证明了电荷的不连续性，任何带电体所带的电荷都是某一最小电荷的整数倍，精确测定了这一基本电荷的数值e=（1.60±0.002）×10-19c。
密立根油滴实验构思巧妙，实验方法简单，可得到精确和稳定的实验结果，是近代物理学史上一个十分重要的实验。
[实验目的]1、正确理解密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧2、测定油滴的带电量，并推算基本电荷值e的大小。
[实验原理]密立根油滴实验主要是测定油滴的带电量，本实验采用平衡测量法来测定油滴所带的电量。
该法使带电油滴在电场中受到电场力的作用，正好与油滴的重力相抵消而达到平衡，据此可以测定该油滴所带的电量。
当油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，极小的油滴由于摩擦均已带电。
油滴在平行极板间受重力mg 和静电力dU q作用。
若适当选择电压极性并调节两极板间电压U 的大小，可使两个力达到平衡，即d U q mg =（4-35-1） 由于U 、d 、g 均为已知量，只需测出油滴质量m ，便可求出油滴所带电量q 。
由于油滴质量m 很小，常规的方法难以测定，需用特殊方法来间接测定。
平行极板不加电压U 时，油滴受重力而加速下落，但空气黏滞所引起的阻力与速度成正比，经过一小段距离到达某一速度v 后，重力与阻力平衡，油滴将匀速下落。
由斯托克斯定律知：mg av f r ==πη6（4-35-2）式中，η为空气的黏度系数，a 为油滴半径，数量级为m 610-（由于表面张力的原因，油滴一般为小球形）。
油滴质量为ρπ334a m =（4-35-3） 合并式（4-35-2）和式（4-35-3），得油滴半径为gv a ρη29=（4-35-4） 对于半径小到m 610-的小球，油滴半径接近于空气中气隙的大小，空气介质不能再认为是均匀、连续的，对斯氏定律予以修正，η修正为η'，即pa b+='1ηη（4-35-5）式中，常量cmHg m b ⋅⨯=-61017.6；p 为大气压强，单位为cmHg 。
密立根油滴仪示范报告数据处理部分
数据处理过程：1、基本参数记录油的密度：330.98110kg m ρ-=⨯⋅ 重力加速度：29.793secm -⋅ 空气粘滞系数：5111.8310sec kg m η---=⨯⋅⋅ 油滴下降距离：0.002m =修正常数：636.1710()8.22610b m cm H g m P a --=⨯⋅=⨯ 大气压强：76.0101325p cm H g P a == 平行板间距离：0.005d m =2、 粗略半径的计算71'9.63210a m -===⨯其他72'9.78210a m -=⨯,73'9.72810a m -=⨯,3、 粘滞系数修正511-5111371 1.8310sec' 1.68710sec8.2261011'1013259.63210kg mkg m b m P aP a P a mηη-------⨯⋅⋅===⨯⋅⋅⨯++⨯⨯其他-5112' 1.68910seckg mη--=⨯⋅⋅，-5113' 1.68910seckg mη--=⨯⋅⋅，4、 各次油滴电荷的电量计算3233''2219111110.0050.002 6.3561018.5250(1)g g ld l dm m q C b V t V t P a ηηη-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎡⎤⨯====⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎦⎥+⎦ 其他192 6.58510q C -=⨯，192 6.47210q C -=⨯，5、 用倒算法计算各次电荷数以及基本电荷量（有能力的同学可以用作图法、最大公约数法） 倒算法即已知基本电荷数190 1.6010e -=⨯来验证，电荷的量子性电荷数：[]1911190 6.356101.6010q C n e --⎡⎤⎡⎤⨯==⎢⎥⎢⎥⨯⎣⎦⎣⎦取最近整数取最近整数取最近整数＝ 3.97＝4 基本电荷量：19191116.356101.589104q Ce C n --⨯===⨯其他19224, 1.64610n e C -=⨯＝；19334, 1.61810n e C -=⨯＝；19446, 1.69310n e C -=⨯＝；6、 求出基本电荷最佳值191.6710()iee C N-==⨯∑190.0410()e C -∆==⨯结果为：19(1.670.04)10e C -=±⨯； 2.3%e e E e∆==结果分析：（1） 与标准值的比较001.67 1.604%1.60e e E e --===，而仪器的电压精度，时间精度为1%与结果误差是同等级的，所以实验结果是比较理想的。
密立根油滴实验 数据分析
下降时间
28.91 29.09 27.55 29.38 29.07 28.8 10.36 10.54 10.49 10.4 10.46 10.45 12.11 12.41 12.6 12.81 12.6 12.506 7.44
7.5 7.48 7.48 7.54 7.488
提升电压
395 366 393 392 360 381.2 380 353 348 379 353 362.6 520 513 513 520 518 516.8 360 361 360 360 360 360.2
上升时间
23.91 23.51 23.36 22.88 23.76 23.484 8.36 8.29
8.3 8.41 8.4 8.352 19.5 19.47 19.6 19.47 19.17 19.442 6.16 6.2 6.1 6.15 6.01 6.124
二、计算
低精度下，油滴半径：
9
.
2
高精度下，油滴半径由下式确定：
答：油滴的体积和带电量、带电正负。因为油滴太大，所带电荷可能也很多，下降或上升均很快，测量 误差大，而且挥发面积大，油滴大小容易发生变化，加剧测量误差；太小则受布朗运动的影响明显。带 电正负则在启动电场后很容易判断出来，不合适的电荷会加速降落。
2、 从实验中测定的是油滴所带电量，为什么能算出电子电量？ 答：因为存在单位电荷（假设电荷量子化成立），所以得出的数据总存在一个公约数。通过多组数据求 公约数以及理论计算总可以得到电子电量。
3、 对油滴进行测量时，油滴有时会变模糊，为什么？如何避免测量过程中丢失油滴？ 答：可能因为实验台面并未完全水平，油滴没有平行于 CCD 镜面落下，使得油滴脱离 CCD 聚焦范围而变 模糊；或者可能因为布朗运动而远离 CCD。 应尽可能地把实验平台调整至水平，实验操作时避免按压或触碰实验装置。
密立根油滴实验数据处理
134
17
%
第2次测量数据
134
18
%
第3次测量数据
134
17
%
第4次测量数据
134
18
%
第5次测量数据
134
17
%
第6次测量数据
134
18
%
第7次测量数据
134
18
%
第4粒油滴结果
134
17
%
静态法油滴5
第5粒油滴数据
电压(v)
下落时间(s)
电荷q
电子数n
e值
误差
第1次测量数据
201
第2粒油滴
平衡电压(v)
上升电压(V)
下落时间tg(s)
上升时间te(s)
电荷q
电子数n
e值
第1次
201
375
13
第2次
201
375
13
第3次
201
375
12
第4次
201
375
12
第5次
201
375
12
第6次
201
375
13
第7次
201
375
13
第2粒油滴结果
201
375
12
测量结果为： 与标准结果误差为：%
13
%
第2次测量数据
201
13
%
第3次测量数据
201
12
%
第4次测量数据
201
12
%
第5次测量数据
201
12
%
第6次测量数据
201
13
密里根油滴实验
氩原子的第一激发电位即是斜率，V氩=U1=a(1)=，U1的绝对误差为，U1的相对误差为，相关系数为r1 =，r的值接近1，说明a(1)的值可用。
2、取表2中峰值VG2=、、、、、，以分立的间隔数点n=x1=(1、2、3、4、5、6)，进行最小二乘拟合，VG2-n拟合直线如下：
图3
氩原子的第一激发电位即是斜率，V氩=U2=a(1)=，U2的绝对误差为，U1的相对误差为，相关系数为r1 =，r的值接近1，说明a(1)的值可用。
2、验证爱因斯坦方程，并由此求出普兰克常量h。
二、实验原理：
当无光照射阴极时，由于阳极A和阴极K是断路，电流计中无电流流过。当有光线照射到阴极K上时，阴极逸出电子形成光电流，光电效应的基本事实是：
1、光电流与入射光强成正比
加在光电管两端的加速电压U越大，光电流i也越大，可做出光电流i与加速电位差U变化关系的伏安特性曲线。但当电位差增大到一定值后，光电流达到饱和值Im，而饱和的电流强度Im与入射光强度I成正比。当加速电位差为零时，光电流并不为零，而只有U为负值Ue时，光电流才为零。即把光电流刚好为零时的加速电位差Ue称为遏止电压。
三、实验内容及数据处理：
1、实验基本物理量：
物理量
油滴密度ρ
空气粘滞系数η
重力加速度g
修正常数b
数值
976kg/m3
*10-5kg/(m•s)
m/s2
*10-6m•cmHg
物理量
大气压强P
空气密度σ(T=30℃)
平行板间距d
匀速下降距离L (4格)
数值
76 cmHg
kg/m3
5*10-3m
1*10-3m
t1
t2
t1
t2
密立根油滴实验制图
密立根油滴实验制图表1 每颗油滴的电荷量表(×10-19 C)根据表5-2绘制下图5-1。
以自然数n为横坐标, 以所测得的电荷量q 为纵坐标作n - q 方格图. 自原点向测量值中最小电荷量的格点依次作射线, 若有某一射线与图中所经格点均相交, 则证明电荷的不连续性,且将各格点对应电荷值除以格点下对应的n 值并取平均即求得元电荷量。
就是所求电子电荷ei 的值。
图5-1 作图法数据处理（取表5-1的数据）由表5-2知道油滴中带最少电荷值3.04×10-19 C.取q 电荷量子数n =1，那么按照q = ne 假设，由图5-1，连接黄线得一条直线，发现黄线没有完全落在垂直线与水平电量线上，说明不满足， q 电荷量子数不为1；同理，取n=2连接得红线，红线完全落在垂直线与水平电量线相交点上；n =3连接得蓝线，蓝线完全没有落在垂直线与水平电量线上，q 电荷量子数不为1。
因为黄线与水平线上各个相交点近似与各条垂直线重合，应该取的是红线，得出电荷值3.04×10-19 C的n=2，此方法证实了电子的量子化特性，但是估算值与整数的接近程度均不好，甚至相差太远，则此方法误差较大，甚至失效。
如n=4的估算值恰恰应取第3组。
假设根据已知用第3组估算值处理数据,所得的结果1.512 ×10-19 C，与元电荷的公认值e = 1. 602 ×10-19 C 的相对误差超过10%，误差是相当的大,可见无法处理该组实验数据。
5.3 对作图法的改进由上文可以看出, 作图法处理结果中，当q min =3.04×10-19 C 时,根据e的公认值判断可知误差较大，由此可见该方法确实有一定的局限性。
作图法局限性即要求qmin 要有足够的精确度。
若qmin误差较大,则得不到预想的结果。
由于上表选了最小的电荷作qmin，结果是有误差大于10%，针对以上出现的问题，因此取次最小的qi 为新的qmin去作相同的处理。
密里根油滴实验
②对波长为λ =405nm 的谱线的 U、I 测量 (距离 L=50cm;阑孔φ =17mm)： 表 3U-I 实验数据表
距离 L=50cm;阑孔 φ=17mm;λ=405nm; U/V I/(10^-11)A U/V I/(10^-11)A -3.00 -1.50 -1.12 0.70 -2.50 -1.50 -1.11 1.10 -2.00 -1.50 -1.10 1.40 -1.50 -1.50 -1.09 1.50 -1.20 -1.50 -1.00 1.51 -1.19 -1.25 -0.95 1.51 -1.18 -1.03 -0.45 1.52 -1.17 -0.75 0.00 1.52 -1.16 -0.33 1.00 1.52
qi/c
第页，共页
附：实验预习
一、实验目的： 1、测定电子的电荷值，并验证电荷的不连续性； 2、学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想与构思。 二、实验原理： 用喷雾器将油滴喷入两块相距为 d 的水平放置的平行板之间。 由于喷射时的摩擦， 油滴 一般带有电量 q。 当平行板间加有电压 V，产生电场 E，油滴受电场力作用。调整电压的大小，使油滴所 受的电场力与重力相等，油滴将静止地悬浮在极板中间，此时有：
大气压强 P 76 cmHg
平行板间距 d 5*10 m
2、实验数据记录： 记下一个油滴的平衡电压 U， 油滴匀速上升一段距离 l 的下落时间为 te=t1， 油滴匀速下降一 段距离 l 所需要的时间为 tg=t2 匀速上升(或下降)5 次，共测量 4 个油滴记录数据如下表： 表 1 密立根油滴实验数据(U、t)
波长为λ =436nm 的谱线时的 U-I 特性曲线： 图4
密立根油滴实验数据表格
第1粒油滴数据 提升电压 下降时间 上升时间 序数 Ue/V tg/s te/s qi/C ni（个） e/C×10-19 ue/e0 油滴半径a(m) 1 352 7.19 8.71 2.26E-18 13 1.61 1.30% 1.33673E-06 2 352 7.22 8.72 2.25E-18 13 1.61 0.69% 1.33395E-06 3 352 7.47 8.69 2.22E-18 13 1.58 0.81% 1.31144E-06 4 352 7.58 8.76 2.19E-18 13 1.56 2.35% 1.30189E-06 5 352 7.8 8.95 2.11E-18 13 1.62 1.43% 1.2834E-06 平均值 2.21E-18 13 1.60 0.00013% 1.31348E-06 ---------------------------------------------------------------------------------------------第2粒油滴数据 提升电压 下降时间 上升时间 序数 Ue/V tg/s te/s qi/C ni（个） e/C×10-19 ue/e0 油滴半径a(m) 1 357 3.96 4.35 6.00E-18 35 1.62 1.34% 1.80119E-06 2 357 3.87 4.35 6.80E-18 35 1.60 0.11% 1.82202E-06 3 357 3.64 4.41 6.20E-18 35 1.59 0.73% 1.8787E-06 4 357 3.81 4.37 6.10E-18 35 1.60 0.26% 1.83631E-06 5 357 3.88 4.33 6.10E-18 35 1.60 0.19% 1.81967E-06 平均值 6.90E-18 35 1.60 0.19% 1.83158E-06 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------
物理密立根油滴实验
OM98密立根油滴实验报告姓名:张帅军学号:281040106 2012.04.09------------------------------------------------------------------------------------------------第1粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据26 6.59 1.93e-17 121 1.60e-19 0.0377O00%第2次测量数据26 6.38 2.3e-17 127 1.60e-19 0.11%第3次测量数据26 6.64 1.91e-17 120 1.59e-19 0.36%第4次测量数据26 6.70 1.88e-17 118 1.60e-19 0.071%第5次测量数据26 6.83 1.83e-17 114 1.60e-19 0.41%第6次测量数据27 6.81 1.77e-17 111 1.59e-19 0.24%第7次测量数据29 6.89 1.62e-17 101 1.60e-19 0.25%第8次测量数据29 6.84 1.64e-17 102 1.60e-19 0.39%第9次测量数据29 6.85 1.63e-17 102 1.60e-19 0.16%第10次测量数据29 6.90 1.61e-17 101 1.60e-19 0.029%第1粒油滴结果 1.79e-17 111 1.60e-19 0.066%第2粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据44 7.49 9.40e-18 59 1.59e-19 0.55%第2次测量数据44 7.34 9.69e-18 61 1.58e-19 0.76%第3次测量数据44 7.50 9.38e-18 59 1.58e-19 0.76%第4次测量数据44 7.46 9.45e-18 59 1.60e-19 0.059%第5次测量数据44 7.37 9.63e-18 60第6次测量数据44 7.48 9.41e-18 59 1.59e-19 0.35%第7次测量数据44 7.50 9.38e-18 59 1.58e-19 0.76%第8次测量数据44 7.44 9.49e-18 59 1.60e-19 0.47%第9次测量数据44 7.30 9.78e-18 61 1.60e-19 0.071%第10次测量数据44 7.39 9.59e-18 60 1.59e-19 0.16%第2粒油滴结果9.52e-18 59 1.59e-19 0.25%第3粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据29 3.55 4.49e-17 280 1.60e-19 0.14%第2次测量数据29 3.53 4.53e-17 283 1.60e-19 0.052%第3次测量数据29 3.56 4.47e-17 279 1.60e-19 0.075%第4次测量数据29 3.65 4.30e-17 269 1.60e-19 0.096%第5次测量数据29 3.60 4.39e-17 274 1.60e-19 0.17%第6次测量数据29 3.57 4.45e-17 278 1.60e-19 0.0051%第7次测量数据29 3.53 4.53e-17 283 1.60e-19 0.052%第8次测量数据29 3.65 4.30e-17 269 1.60e-19 0.096%第9次测量数据29 3.55 4.49e-17 280 1.60e-19 0.14%第10次测量数据29 3.58 4.43e-17 277 1.60e-19 0.062%第3粒油滴结果 4.44e-17 277 1.60e-19 0.018%第4粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据49 3.17 3.16e-17 197 1.60e-19 0.17%第2次测量数据49 3.20 3.11e-17 195第3次测量数据49 3.29 2.98e-17 186 1.60e-19 0.23%第4次测量数据49 3.24 3.5e-17 191 1.60e-19 0.072%第5次测量数据50 3.21 3.3e-17 190 1.59e-19 0.14%第6次测量数据50 3.25 2.98e-17 186 1.60e-19 0.088%第7次测量数据50 3.27 2.95e-17 184 1.60e-19 0.23%第8次测量数据49 3.25 3.4e-17 190 1.60e-19 0.018%第9次测量数据49 3.17 3.16e-17 197 1.60e-19 0.17%第10次测量数据49 3.28 3.鑖譲00e-17 187 1.60e-19 0.16%第4粒油滴结果 3.5e-17 190 1.60e-19 0.059%第5粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据52 5.81 1.17e-17 73 1.61e-19 0.58%第2次测量数据52 5.76 1.19e-17 74 1.61e-19 0.55%第3次测量数据52 5.75 1.19e-17 75 1.59e-19 0.51%第4次测量数据52 5.80 1.17e-17 74 1.59e-19 0.577O00%第5次测量数据52 5.79 1.18e-17 74 1.59e-19 0.24%第6次测量数据52 5.76 1.19e-17 74 1.61e-19 0.55%第7次测量数据52 5.72 1.20e-17 75 1.60e-19 0.28%第8次测量数据52 5.81 1.17e-17 73 1.61e-19 0.58%第9次测量数据52 5.83 1.17e-17 73 1.60e-19 0.058%第10次测量数据52 5.77 1.18e-17 74 1.60e-19 0.29%第5粒油滴结果 1.18e-17 73 1.60e-19 0.16%第6粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据160 5.05 4.74e-18 30 1.58e-19 1.31%第2次测量数据160 5.02 4.78e-18 30 1.59e-19 0.477O00%第3次测量数据160 4.98 4.84e-18 30 1.61e-19 0.82%第4次测量数据160 5.02 4.78e-18 30 1.59e-19 0.477O00%第5次测量数据160 5.03 4.77e-18 30 1.59e-19 0.71%第6次测量数据160 5.08 4.70e-18 29 1.62e-19 1.16%第7次测量数据160 5.02 4.78e-18 30 1.59e-19 0.477O00%第8次测量数据160 5.09 4.68e-18 29 1.61e-19 0.85%第9次测量数据160 5.14 4.61e-18 29 1.59e-19 0.64%第10次测量数据160 5.05 4.74e-18 30 1.58e-19 1.31%第6粒油滴结果 4.74e-18 29 1.59e-19 0.23%第7粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据27 5.33 2.58e-17 161 1.60e-19 0.29%第2次测量数据27 5.29 2.61e-17 163 1.60e-19 0.21%第3次测量数据27 5.41 2.52e-17 158 1.60e-19 0.11%第4次测量数据27 5.45 2.50e-17 156 1.60e-19 0.027%第5次测量数据27 5.38 2.55e-17 159 1.60e-19 0.11%第6次测量数据27 5.50 2.46e-17 154 1.60e-19 0.086%第7次测量数据27 5.33 2.58e-17 161 1.60e-19 0.29%第8次测量数据27 5.36 2.56e-17 160 1.60e-19 0.056%1.60e-19 0.28%第10次测量数据27 5.42 2.52e-17 157 1.60e-19 0.23%第7粒油滴结果 2.53e-17 158 1.60e-19 0.13%第8粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据30 3.59 4.26e-17 266 1.60e-19 0.17%第2次测量数据30 3.62 4.21e-17 263 1.60e-19 0.032%第3次测量数据30 3.51 4.41e-17 276 1.60e-19 0.068%第4次测量数据30 3.70 4.7e-17 254 1.60e-19 0.16%第5次测量数据30 3.64 4.17e-17 261 1.60e-19 0.047%第6次测量数据30 3.61 4.23e-17 264 1.60e-19 0.076%第7次测量数据30 3.75 3.99e-17 249 1.60e-19 0.11900%第8次测量数据30 3.65 4.16e-17 260 1.60e-19 0.083%第9次测量数据30 3.64 4.17e-17 261 1.60e-19 0.047%第10次测量数据30 3.69 4.9e-17 255 1.60e-19 0.18%第8粒油滴结果 4.18e-17 260 1.60e-19 0.049%第9粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据22 6.02 2.63e-17 164 1.60e-19 0.277O00%第2次测量数据22 5.98 2.66e-17 166 1.60e-19 0.016%第3次测量数据22 5.78 2.80e-17 175 1.60e-19 0.028%第4次测量数据22 5.69 2.87e-17 179 1.60e-19 0.12%第5次测量数据22 5.74 2.83e-17 177 1.60e-19 0.096%1.59e-19 0.14%第7次测量数据22 5.90 2.71e-17 170 1.59e-19 0.29%第8次测量数据22 5.88 2.73e-17 170 1.60e-19 0.23%第9次测量数据22 5.85 2.75e-17 172 1.59e-19 0.15%第10次测量数据22 5.92 2.70e-17 169 1.59e-19 0.22%第9粒油滴结果 2.75e-17 172 1.60e-19 0.035%第10粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据90 2.99 1.88e-17 117 1.60e-19 0.41%第2次测量数据90 2.89 1.98e-17 124 1.59e-19 0.19%第3次测量数据90 3.07 1.80e-17 113 1.59e-19 0.14%第4次测量数据90 3.00 1.87e-17 117 1.60e-19 0.095%第5次测量数据90 3.05 1.82e-17 114 1.60e-19 0.023%第6次测量数据90 2.95 1.92e-17 120 1.60e-19 0.058%第7次测量数据90 2.98 1.89e-17 118 1.60e-19 0.076%第8次测量数据90 2.97 1.90e-17 119 1.59e-19 0.25%第9次测量数据90 3.08 1.79e-17 112 1.60e-19 0.25%第10次测量数据90 3.01 1.86e-17 116 1.60e-19 0.25%第10粒油滴结果 1.87e-17 117 1.60e-19 0.022%本次实验最终结果: e=1.60e-19 误差=0.0016%。
密立根油滴实验
381 247 152 308 159 136 86 139 40 59
数据处理：
计算公式如下：
10
t g = ∑tgn
n=1
b r=− + 2p
9η 0 vg ⎛ b ⎞ ⎜ ⎜ 2p ⎟ ⎟ + 2( ρ − σ ) g ⎝ ⎠
3/2
2
l Vg = tg
3 2
3/2 9 2πdl3 / 2η 0 b⎞ −3 / 2 ⎛ q= tg ⋅ ⎜ 1+ ⎟ ⎜ ⎟ V (ρ − σ )g ⎝ rp ⎠
r/μm 23.824 23.653 23.788 33.887 35.898 34.729 29.538 35.921 24.563 31.124
q/×10-19C 3.170 4.796 7.915 10.268 23.339 24.890 25.187 26.744 32.789 42.382
3 -5
其中：ρ为油滴密度977kg/m ；σ为空气密度1.006kg/m ；η0 为空气粘滞系数1.832×10 kg/m·s；l为油滴下落距离1.5mm ；g为昆明地区 重力加速度9.7837m/s ；d为平行板间距（5.00±002 ）×10 m ；b为常数8.226×10 Pa·m ；P 为昆明地区大气压强60.5cm·Hg。
E=
e − e公认 e公认
×100% =
1.549 − 1.6 ×100% = 3.2% 1.6
数据记录：
表一、密立根油滴实验数据记录 tg01/s tg02/s tg03/s tg04/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 18.07 18.84 17.98 9.44 8.51 9.10 12.49 8.51 17.10 11.17 17.79 17.97 18.05 9.56 8.78 9.06 12.44 8.78 17.10 11.24 18.11 17.74 17.96 9.65 8.49 9.08 12.25 8.49 17.03 11.15 18.03 18.25 18.31 9.57 8.60 9.07 12.08 8.60 17.07 11.05 tg05/s 17.87 18.39 18.28 9.67 8.54 9.13 12.39 8.54 17.16 10.97 tg06/s 18.37 19.17 18.14 9.68 8.52 9.03 12.20 8.52 17.20 11.23 tg07/s 17.87 18.07 18.25 9.32 8.60 9.14 12.38 8.60 17.30 11.23 tg08/s 17.99 18.34 18.28 9.47 8.45 9.09 12.33 8.45 17.33 11.46 tg09/s 18.45 18.65 18.26 9.57 8.53 9.26 12.10 8.53 17.09 10.81 tg10/s 18.69 18.18 18.22 9.48 8.74 9.22 12.13 8.64 17.18 11.27