密立根油滴实验常见的问题及处理方法

密立根油滴实验常见的问题及处理方法
摘要：密立根油滴实验是近代物理的基本实验之一,通过对电荷数值的测定,可使我们进一步了解电荷的不连续特性进一步建立电荷量子化的概念,培养学生良好的分析问题和解决问题的能力.。

密立根油滴实验运用了光学、电学、流体力学的基本原理和实验技术,仪器结构比较精密、复杂,在实验过程中常发生各种各样的问题,如油滴照明系统的故障、显微镜视场中看不到油滴、油滴漂移或油滴难以控制等。

笔者结合亲身实验经历,谈谈出现这些问题的原因及处理方法。

关键字：密立根油滴实验油雾漂移平衡电压
1.视场中看不到油滴.其原因有喷雾器发生故障,油雾开关未打开或油雾孔堵塞时,所以在视场中便看不到油滴。

(1)喷雾器使用一段时间后,常会发生压气球阀门漏气、吸油管或喷气管断裂等故障,致使喷雾器不能很顺利地喷出油雾,这时应修理或更换喷雾器。

(2)由于仪器的喷雾口与油雾开关距离较近,做实验时一不小心就会碰到油雾开关,使油雾开关关闭,因此在喷油时一定要检查油雾开关是否打开。

(3)喷雾时若操作不当,就会堵塞油雾孔。

喷雾时,喷雾器应竖拿,食指阻住出气
孔,把喷雾器对准油雾室的喷气口,轻轻喷入少许油即可。

切勿将喷雾器插入油雾室,否则喷雾器中的油会滴入油雾室;更不能将油雾室拿掉,对准上电极板的落油小孔喷油,这样会弄脏油滴盒,堵塞落油小孔。

喷洒太多油滴也会造成落油小孔阻塞。

出现这种情况后,应取下上电极板(取上电极板时应把升降电压和平衡电压的开关放在“0”位) ,用酒精棉球把油雾孔两边的油雾擦去,再对着落油小孔吹两下，对光看小孔透不透光,以防有油膜阻塞落油小孔。

2.油滴漂移.视场中的油滴若发生快速漂移,将使实验无法进行,油滴漂移的原因主要有以下几点:
(1)微粒的布朗运动,漂移速度和范围一般较小,不影响实验。

(2)仪器没有调水平,使电极板倾斜,或仪器已调水平而上电极板没有放水平,会使
油滴所受电场力和重力不在一条直线上,而使得油滴前后左右移动,应检查一下水准仪是否调平。

(3)导光棒没有插入胶木圆环上的进光孔,使得进光孔和观察孔产生空气对流,会使油滴漂移,应适当调整。

3.油滴不能调平衡和不能控制当加在上、下极板间的电压不正常时,油滴就不能调平衡或不能控制。

(1)平衡电压大小不可调,也不能改变油滴的速度,即油滴的不能调平衡。

其原因
是平衡电压调节电位器失灵,将会造成上、下极板间的电压不能调节,致使油滴不能调平衡,应更换电位器。

(2)虽然平衡电压可调,但调节时不能改变油滴的速度,即油滴不能调平衡。

其原
因有:上电极板压簧松动接触不良、平衡电压多档拨动开关的接触簧片松动等。

以上原因均会造成上、下极板间没有电压或电压不正常,致使油滴不能调平衡,应逐步检查解决。

(3)当升降电压调节电位器失灵或升降电压多拨动开关的接触簧片松动时,均会造成油滴不能控制,应逐步检查解决。

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4.调节仪器注意要点.当仪器正常时,采用正确的调节方法可提高实验质量和实验速度。

(1)观察油滴时,平衡电压和升降电压开关应放在“0”位,慢慢地转动显微镜调焦手轮,眼睛靠近显微镜目镜仔细观察;切忌用手抓住目镜头推拉显微镜,这样容易弄歪目镜头,而致视场偏移;或者把显微镜从齿轮上拉下来,影响实验。

(2)调节油滴平衡时,升降电压开关一定要放“0”位。

这是因为若升降电压不为零,那么油滴所受的电场力不但来自平衡电压,还受升降电压的影响;而此时,电压表上显示的只是平衡电压,因此升降电压不为零会影响实验结果。

6结语：密立根油滴实验具有严格的操作步骤,又是一个比较细致的实验,因此在实验前认真预习,熟悉实验步骤,了解仪器结构,掌握仪器调节方法,实验时要耐心、仔细地观察和调节,反复进行练习选择油滴，熟练控制油滴后才开始做实验，
注意以上几点才能做好这个实验。

参考文献：实验室研究与探索第4 期LABORATORY RESEARCH AND EXPLORATION No. 4 1997。