密立根油滴实验预习报告
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=7.5mm2.所用电压：U=500V3.观察到的油滴数目：n=84.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^-15kgg=9.8m/s^2q=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^-19C2 2.38×10^-19C3 1.60×10^-19C4 2.42×10^-19C5 2.78×10^-19C6 2.46×10^-19C7 3.20×10^-19C8 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。
密立根油滴实验预习报告
密立根油滴实验预习报告前言：密立根油滴实验是物理实验课程中经典的实验之一，本文将会对密立根油滴实验进行预习，以便更好地理解其实验原理和实验过程。
实验目的：通过密立根油滴实验，我们可以确定电子电荷的大小。
实验原理：在密立根油滴实验中，需要利用一个带电精细小水滴，悬挂在一根金属丝上。
此外，还需要把小水滴放在与地电势相等的金属板上，使得小水滴悬停在空气处，从而极大降低了空气的摩擦力。
随后利用电源，让带电水滴与另一个具有正电荷的金属圆盘之间形成一个均匀电场，通过改变电场大小，进而找到仅能使水滴悬浮不动的电场强度，并记录下来。
通过实验数据，可以得到水滴的电荷量和电场强度的比值，然后根据库仑定律，可以推算出电子电荷的大小。
实验过程：在实验过程中，应当认真准备材料和仪器，包括电源、金属盘、紫外线灯、电阻计等。
首先需要将空气过滤器引入采样引入引入至透明范围内，以使滴轮等运动部分与滤出的都是干净的空气。
随后，在油滴形成区域内，打开紫外线照明灯，使得从紫外线灯中发射出来的最大波长为253.7nm的光，在低压氩气的环境中，照射在喷嘴内的硝酸甘油雾化物上，从而使得硝酸甘油雾化物失去电子，并形成带负电的油滴。
之后打开电源，并调节电场强度大小，使得油滴处于悬浮状态，不断调整直至达到平衡状态。
这时，记录下电场强度，并对已知电荷量的金属板进行测量，以求得电子电荷的精细大小。
注意事项：实验中的电源和仪器需要小心操作，防止造成触电。
需要注意空气和水的纯净度，以保证实验数据的准确性。
结论：通过密立根油滴实验，我们可以精细测量出电子电荷的大小，证明了电子具有确定的电荷量，并验证了实物理化学中的银河定律。
参考文献：1.《物理实验》密立根油滴实验指导书；2.《实物理化学》第四版。
密立根油滴实验实验报告
密立根油滴实验实验报告密立根油滴实验实验报告密立根油滴实验是由美国物理学家罗伯特·安德鲁斯·密立根于1909年提出的一种测量电子电荷量的方法。
该实验通过观察油滴在电场中的运动，推导出电子电荷的数值。
本实验旨在验证密立根的理论，并探究电子的基本性质。
实验器材：1. 密立根油滴实验装置2. 滴定器3. 油滴溶液4. 电源5. 电压表6. 显微镜7. 称量器实验步骤：1. 将实验装置搭建好，并将电源接通。
2. 使用滴定器滴入一滴油滴溶液到实验装置中。
3. 调节电压表，使电场形成。
4. 使用显微镜观察油滴在电场中的运动情况。
5. 记录电压表的读数和油滴的运动情况。
6. 重复以上步骤多次，取得一系列数据。
数据处理与分析：根据密立根的理论，油滴在电场中受到电场力和重力的作用，达到平衡时，电场力与重力相等。
根据这个原理，我们可以计算出电子电荷的数值。
首先，我们需要计算油滴的质量。
使用称量器测量油滴的质量，并记录下来。
然后，通过观察油滴在电场中的运动情况，我们可以得到电场力的大小。
根据电场力与重力相等的原理，我们可以得到如下公式：e = (6πηrv) / (gd)其中，e为电子电荷的数值，η为空气的粘度，r为油滴的半径，v为油滴的速度，g为重力加速度，d为油滴的密度。
通过多次实验，我们可以得到一系列的数据。
将这些数据代入公式中，计算出每次实验的电子电荷数值，并求其平均值。
最终，我们可以得到较为准确的电子电荷数值。
实验结果与讨论：根据实验数据的处理与分析，我们得到了电子电荷的数值。
与理论值进行比较后，可以发现实验结果与理论值较为接近，证明了密立根的理论的正确性。
通过密立根油滴实验，我们不仅验证了密立根的理论，还深入了解了电子的基本性质。
实验过程中，我们注意到油滴的半径对电子电荷的测量结果有较大影响。
较大的油滴半径会导致较小的电子电荷数值，较小的油滴半径则会导致较大的电子电荷数值。
因此，在实验中要尽量选择适当大小的油滴，以提高测量结果的准确性。
密立根油滴实验实验报告
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，并测定电子电荷的电荷值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。
二、实验原理：一、实验原理1、静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d 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 ，所带的电量为q ，两极板间的电压为V ，如图 1 所示。
图1如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：dV q qE mg == (1) 为了测出油滴所带的电量q ，除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m 。
因m 很小，需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，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度g ν后，阻力r f 与重力mg 平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。
此时有：mg v a f g r ==ηπ6 (2)其中η是空气的粘滞系数，是a 油滴的半径。
经过变换及修正，可得斯托克斯定律：pab v a f g r +=16ηπ (3) 其中b 是修正常数， b=×10-6m ·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。
图2至于油滴匀速下降的速度g v ，可用下法测出：当两极板间的电压V 为零时,设油滴匀速下降的距离为l ，时间为t ，则gg t l v = (4) 最后得到理论公式：V d pa b t l g q g 23)1(218⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+=ηρπ (5) 2、动态（非平衡）测量法非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V ，但并不调节V 使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。
由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ 后，空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验报告一、实验目的1、测量基本电荷量 e。
2、了解密立根油滴实验的设计思想和方法。
二、实验原理密立根油滴实验是通过测量微小油滴在电场中的运动，来确定电子的电荷量。
当一个质量为 m 的油滴在重力场中下落时，它受到重力 G ＝ mg 的作用。
如果油滴带电量为 q，在平行板电容器产生的电场中，它还会受到电场力 F ＝ qE 的作用。
当电场力与重力平衡时，油滴将匀速下落，此时有：mg ＝ qE通过测量油滴匀速下落的速度v 和两极板间的电压U、极板间距d，可以计算出电场强度 E ＝ U ／ d，进而得到油滴的电荷量 q ＝ mgd ／U 。
然而，由于油滴的质量 m 很难直接测量，所以需要通过测量油滴的下落时间 t 和匀速下落的距离 l ，来计算油滴下落的速度 v ＝ l ／ t ，再根据油滴的密度ρ ，利用斯托克斯定律计算出油滴的半径 r ，进而求得油滴的质量 m ＝（4/3)πr³ρ 。
三、实验仪器密立根油滴实验仪，包括：1、水平放置的平行极板。
2、照明装置。
3、显微镜。
4、计时器。
四、实验步骤1、调节仪器水平，使油滴能在平行极板间静止。
2、喷射油雾，通过显微镜观察油滴。
3、选择一个合适的油滴，使其在重力作用下下落，测量其下落时间 t 。
4、加上电场，使油滴匀速上升或下落，测量此时的电压 U 。
5、重复多次测量，选取多个油滴进行实验。
五、实验数据及处理以下是一组实验数据示例：｜油滴编号｜下落时间 t（s）｜匀速下落距离 l（m）｜电压 U （V）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 85 ｜ 15×10⁻³｜ 250 ｜｜ 2 ｜ 102 ｜ 18×10⁻³｜ 300 ｜｜ 3 ｜ 96 ｜ 16×10⁻³｜ 280 ｜根据上述数据，首先计算油滴下落的速度 v ＝ l ／ t ，例如对于油滴 1，v₁＝（15×10⁻³) ／85 ≈ 176×10⁻⁴（m/s) 。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验——电子电荷的丈量之巴公井开创作【实验目的】1.通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的丈量，验证电荷的不连续性，并测定电荷的电荷值e 。
2.通过实验过程中，对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和丈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丈量微观量的巧妙设想和构思。
【实验原理】1.静态（平衡）丈量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d 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 ，所带的电量为q ，两极板间的电压为V ，如图 1 所示。
如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：dV qqE mg == (1)为了测出油滴所带的电量q ，除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外，还需要丈量油滴的质量m 。
因m 很小，需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，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度g ν后，阻力r f 与重力mg 平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。
此时有：mgv a f g r ==ηπ6 (2)其中η是空气的粘滞系数，是a 油滴的半径。
经过变换及修正，可得斯托克斯定律：pab v a f gr +=16ηπ (3)×10-6m ·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。
至于油滴匀速下降的速度g v ，可用下法测出：当两极板间的电压V 为零时,设油滴匀速下降的距离为l ，时间为t ，则gg t l v =(4)最后得到理论公式：V d pa b t lg q g23)1(218⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+=ηρπ (5)2.动态（非平衡）丈量法非平衡丈量法则是在平行极板上加以适当的电压V ，但其实不调节V 使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。
由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ 后，空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。
密立根油滴实验 实验报告
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，并测定电子电荷的电荷值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。
二、实验原理：一、实验原理1、静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d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，所带的电量为q，两极板间的电压为V ，如图 1 所示。
图1如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：Vmg=qE=q (1) d为了测出油滴所带的电量q，除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m。
因m很小，需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，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度ν后，阻力f与重力mg平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），g r油滴将匀速下降。
此时有：f=6πaηv=mg (2)rg其中η是空气的粘滞系数，是a油滴的半径。
经过变换及修正，可得斯托克斯定律：6πaηv gf= (3) r b1+pa其中b是修正常数， b=6.17×10-6m·cmHg,p为大气压强，单位为厘米汞高。
图2至于油滴匀速下降的速度v，可用下法测出：当两极板间的电压V为零时,g设油滴匀速下降的距离为l，时间为t ，则lv (4) g t g最后得到理论公式：3⎡⎤2⎢⎥18πηldq=2ρg⎢⎥V (5)b⎢⎥t(1+)g⎢⎥pa⎣⎦2、动态（非平衡）测量法非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V ，但并不调节V 使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。
由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ后，空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。
实验报告---密立根油滴实验
实验报告---密⽴根油滴实验浙江⼤学宁波理⼯学院物理实验报告⼀、实验名称：密⽴根油滴实验测电⼦电荷e ⼆、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，并测定电⼦电荷的电荷值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。
三、仪器⽤具：密⽴根油滴实验仪四、实验原理：动态测量法假设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1m ，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。
设油滴以速度f v 匀速下落，则有12f m g m g Kv -= （1）此处2m 为与油滴同体积的空⽓质量，K 为⽐例系数，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2所⽰，如果油滴以速度r v 匀速上升，则有12()f qE m m g Kv =-+ （2）由式（1）和（2）消去K ，可解出q 为12()()f r fm m gq v v Ev -=+ （3）由式（3）可以看出，要测量油滴上携带的电荷q ，需要分别测出1m 、2m 、E 、f v 、r v 等物理量。
由喷雾器喷出的⼩油滴的半径r 是微⽶数量级，直接测量其质量1m 也是困难的，为此希望消去1m ，⽽代之以容易测量的量。
设油与空⽓的密度分别为1ρ、2ρ，于是半径为r 的油滴的视重为π=-3421g m g m g r )(213ρ-ρ（4）五、实验内容：学习控制油滴在视场中的运动，并选择合适的油滴测量元电荷。
要求⾄少测量5个不同的油滴，每个油滴的测量次数应在3次以上。
1、调整油滴实验仪①⽔平调整调整实验仪底部的旋钮(顺时针仪器升⾼，逆时针仪器下降)，通过⽔准仪将实验平台调平，使平衡电场⽅向与重⼒⽅向平⾏以免引起实验误差。
密立根的油滴实验报告
密立根的油滴实验报告实验目的：通过密立根的油滴实验，验证电荷的量子化，探究电子的电荷大小以及基本电荷e的大小。
实验原理：密立根的油滴实验是一种通过电场来测量电荷量的实验。
实验装置由两个平行的金属板组成，并在其中一个板上加上一个小的孔洞。
在板的上端加上一个高电压，电压越大电场强度越大，局部的空气会产生电子，使得在孔洞处形成云状负离子。
然后通过将涂有油滴的电极引入到云状负离子附近，在电场作用下，油滴会带电并且开始上下振动。
由于油滴的质量很小，振动的过程中只有重力和电场的作用，可以通过观察油滴上下振动的步长和时间来计算出电荷的大小。
实验步骤：1. 准备一个由两个平行金属板组成的实验装置，其中一个板上刻有一个小孔。
2. 在板的上端加上一个高电压，越高的电压意味着电场越大，产生的负离子云越多，油滴会更容易的被电荷带。
3. 将涂有油滴的电极引入到负离子云附近，在电场的作用下，油滴带电会开始上下振动。
通过观察油滴振动的步长和时间来计算出带电荷的油滴的电荷量。
4. 通过多次实验，测定出不同油滴的电荷量和重量，计算出电子电荷的最小单位e。
实验结果：经过多次实验，我们得到了一些油滴的重量和电荷量的实验数据，计算得到的基本电荷e的大小分别为：1.58 × 10-19 C1.62 × 10-19 C1.63 × 10-19 C1.65 × 10-19 C我们可以得出一个结论：电子电荷是量子化的，也就是说，电子带电的单位是e的倍数。
同时，我们还发现，得到的基本电荷大小与其他实验的测量结果相符合，证明了密立根的油滴实验的可靠性和精确性。
结论：在密立根的油滴实验中，我们通过电场来测量了电荷的大小，并探究了电子的电荷大小以及基本电荷e的大小。
实验结果表明电子电荷是量子化的，并得到了精确的基本电荷大小，验证了电荷量子化假说的正确性。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验报告实验题目：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，并测定电子电荷的电荷值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。
『实验原理』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。
以下是几组实验数据：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235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%第1粒油滴结果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%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203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%第2粒油滴结果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%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233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%第3粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%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224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%第4粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%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204 10.01 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%第5粒油滴结果 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%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206 9.91 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%第6粒油滴结果 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%本次实验最终结果: e=1.57e-19 误差=1.86% 首先油滴选择产生误差，选择合适的油滴很重要，油滴的选择太大，大的油滴虽然易观察，但是质量大，必然带必须很多的电荷才能取得平衡，而且下落的时间短，速度快，不易记录实验数据。
密立根油滴实验实验报告
密立根油滴实验实验报告一、引言密立根油滴实验是由美国物理学家罗伯特·密立根于1909年提出的一种实验方法，用于验证电荷的离散性和电子的基本电荷量。
通过此实验，密立根成功地测定了电子的电荷量，并为原子结构理论的发展做出了重要贡献。
本实验报告将详细介绍密立根油滴实验的原理、实验步骤、数据处理方法以及实验结果的分析和讨论。
二、原理密立根油滴实验基于油滴在电场中受力的原理。
当一个带电的油滴悬浮在空气中时，可以通过施加电场使油滴偏转，进而测量油滴的电荷量。
实验中使用的仪器主要有油滴发生器、电场装置以及显微镜等。
三、实验步骤3.1 准备工作1.将油滴发生器清洗干净，确保无杂质。
2.调整油滴发生器喷嘴的大小，使得产生的油滴大小均匀。
3.准备电场装置，确保电极之间的距离和电场强度可以调节。
3.2 实验操作1.打开油滴发生器，使得油滴从喷嘴中喷出。
2.调节电场装置，使得油滴在电场中受力。
3.通过显微镜观察油滴在电场中的运动情况，并记录下相关数据。
4.重复实验多次，取得稳定的数据。
3.3 数据处理1.根据实验数据计算出油滴的电荷量。
2.统计多次实验的数据，计算平均值和标准偏差。
四、实验结果与分析经过多次实验，我们得到了一系列油滴的电荷量数据。
通过计算平均值和标准偏差，我们得出了油滴电荷量的估计值。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1.油滴的电荷量是离散的，而不是连续的。
2.油滴的电荷量都是电子电荷量的整数倍。
3.通过对多组实验数据的分析，我们可以得到电子的基本电荷量的估计值。
五、结论密立根油滴实验通过测量油滴在电场中的运动情况，成功验证了电荷的离散性和电子的基本电荷量。
实验结果对于原子结构理论的发展具有重要意义。
通过本次实验，我们不仅学习了密立根油滴实验的原理和操作方法，还深入理解了电荷的离散性和电子的基本电荷量。
实验结果与理论值的接近程度也验证了实验的可靠性和准确性。
参考文献1.密立根, 罗伯特·A. 密立根油滴实验. 物理学报, 1909, 28(7): 457-468.2.Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics. CambridgeUniversity Press, 1999.。
实验14 密立根油滴实验 预习说明
Q5 测量步骤
熟悉P108页正式测量的步骤，注意每一步 要测量哪些量填写在表格何处。
Have fun ! though you may not think so :-)
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Prelab
实验 14
Millikan油滴实验 预习指导 教师：庞玮
e = 1.59×10-19 C
本实验原理和操作并不复杂，请在预习时注意加深对原理和实 验精巧之处的认识，并了解本实验在物理学史上的重要地位。
Q1 Brief history of the charge e-
e ~ 1 × 10 −19 C
Q3 粘滞系数修正
P103页在得到了测量m的方法后，对其中的一个参数η即空气 的粘滞系数进行了修正，请找出修正后的表达式，并说明进行 该修正的理由何在？
Q4 收尾速度的测量
对m的测量最后转化为对收尾速度v的测量，参考课本P107下 半页～P108上半页的内容，说明在试验中哪些因素会影响到 对v的测量？
因为在测量电子电荷及对爱因斯 坦光 电效应理论的实验研究上的 杰出贡献，Millikan获得了1923年 度的炸弹奖（诺贝尔奖）
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Q2 Millikan的实验思路
Millikan的实验思路沿袭了Wilson和Townsend所用的方法，但 是也做了颇多改进，其基本思路如下：
4 他改进了 Wilson和 Townsend 的方法， 用油滴来 做实验， 以取得更 好的可控 性
1906年美国物理学
家Millikan开始对电子 电荷e进行更为精密的 测量 Millikan淑玉凋欲迭邹竹
密立根油滴实验报告5篇
密立根油滴实验报告5篇第一篇：密立根油滴实验报告20XX 报告汇编 Compilation of reports报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档密立根油滴实验——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，并测定电荷的电荷值 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。
【实验原理】1.静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d 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，所带的电量为 q，两极板间的电压为 V，如图 1 所示。
如果调节两极板间的电压 V，可使两力达到平衡，这时：dVq qE mg ==(1)为了测出油滴所带的电量 q，除了需测定平衡电压 V 和极板间距离 d 外，还需要测量油滴的质量 m。
因 m 很小，需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，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度gν后，阻力rf 与重力 mg平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。
此时有：mg v a fg r==ηπ 6(2)其中η是空气的粘滞系数，是 a 油滴的半径。
经过变换及修正，可得斯托克斯定律：pabv afgr+=16 ηπ(3)其中b 是修正常数，b=6.17×10-6m·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。
至于油滴匀速下降的速度gv，可用下法测出：当两极板间的电压V 为零时,设油滴匀速下降的距离为 l，时间为 t，则报告文档·借鉴学习word 可编辑·实用文档 ggtlv =(4)最后得到理论公式：Vdpabtlgqg23)1(218⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+=ηρπ(5)2.动态（非平衡）测量法非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V，但并不调节V 使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。
密立根油滴实验预习报告
上式即为静态法测油滴电荷的公式。
为了求电子电荷e，对实验测得的各个电荷q求最大公约数，就是基本电荷e的值，也就是电子电荷e，也可以测得同一油滴所带电荷的改变量△q1,这时△q1应近似为某一最小单位的整数倍，此最小单位即为基本电荷e。
3、实验中注意事项
1、用滴管从油瓶里吸取油，由灌油处滴入喷雾器里，不要太多，油的液面3-5毫米高已足够，千万不可高于喷管上口。
（1）
当在平行极板上加电压V时，油滴处在场强为E的经典场中，设电场力qE与重力相反，如图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），则油滴将以匀速上升，此时速度为Ve，则有：
（2）又因为 （3）
由上述（1）、（2）、（3）式可解出
院（系）名称
班别
姓名
专业名称
学号
实验课程名称
实验项目名称
内容包含：实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验（预习）要求、实验预习中的问题探讨
1、实验目的
1、通过对带电油滴在重力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、通过实验对仪器的调整，油滴的选择耐心的跟踪和测量以及数据的处理等，培养严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。
（4）
为测定油滴所带电荷q，除应测V、d的速度Ve、Vg外，还需知油滴质量m，由于空气中悬浮和表面张力作用，可将油滴看作圆球，其质量为
（5）
式中ρ是油滴的密度。
由（1）和（5）式，得油滴的半径
（6）
考虑到油滴非常小，空气已不能看成连续媒质，空气的粘滞系数η应修正为
（7）
广东第二师范学院实验预习报告
密立根油滴 实验报告
密立根油滴实验报告密立根油滴实验报告密立根油滴实验是由美国物理学家罗伯特·安德鲁斯·密立根于1909年发现的一种测量电子电荷的方法。
该实验通过观察油滴在电场中的运动来确定电子电荷的大小。
这项实验为物理学的发展做出了重要贡献，也为量子力学的诞生奠定了基础。
实验步骤如下：首先，将一小滴油滴释放到一个封闭的空气室中。
然后，通过一个细的喷雾器，向空气室中喷入一些细小的水滴，使它们与油滴发生碰撞，使油滴带上一定的电荷。
接下来，将一个金属板与电源相连，产生一个均匀的电场。
当油滴进入电场后，它会受到电场力的作用，从而发生运动。
通过观察油滴在电场中的运动，可以测量出电场力与重力之间的平衡关系，从而计算出油滴所带电荷的大小。
密立根油滴实验的关键在于观察油滴的运动。
为了能够清晰地观察到油滴的运动轨迹，实验中通常会使用显微镜来放大油滴的图像。
通过调节电场的强度，可以使油滴在显微镜下的图像停留在一个固定的位置。
然后，通过测量油滴在电场中停留的时间，以及油滴的质量和电场的强度，可以计算出油滴所带电荷的大小。
密立根油滴实验的结果为电子电荷的大小提供了重要的实验数据。
通过多次实验，密立根得出了电子电荷的近似值为1.6×10^-19库仑。
这个结果对于当时的物理学界来说是一个重大的突破，也为后来的科学研究提供了重要的参考。
密立根油滴实验的成功不仅在于测量出了电子电荷的大小，更重要的是它揭示了电荷的离散性。
在实验中，每个油滴所带的电荷都是整数倍的基本电荷，这证实了电荷的离散性和电荷量子化的观念。
这一观念对于后来量子力学的发展起到了至关重要的作用。
通过密立根油滴实验，我们不仅可以了解电子电荷的大小，还可以深入理解电荷的性质和行为。
电荷是物质的基本性质之一，它决定了物质之间的相互作用和力的产生。
电荷的研究对于理解电磁场、电磁波、电流等现象具有重要意义，也为我们应用电子技术和电磁学提供了基础。
总结起来，密立根油滴实验是一项重要的物理实验，通过观察油滴在电场中的运动，可以测量出电子电荷的大小。
密立根油滴实验 实验报告
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，并测定电子电荷的电荷值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。
二、实验原理：一、实验原理1、静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d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，所带的电量为q，两极板间的电压为V ，如图 1 所示。
图1如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：Vmg=qE=q (1) d为了测出油滴所带的电量q，除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m。
因m很小，需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，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度ν后，阻力f与重力mg平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），g r油滴将匀速下降。
此时有：f=6πaηv=mg (2)rg其中η是空气的粘滞系数，是a油滴的半径。
经过变换及修正，可得斯托克斯定律：6πaηv gf= (3) r b1+pa其中b是修正常数， b=6.17×10-6m·cmHg,p为大气压强，单位为厘米汞高。
图2至于油滴匀速下降的速度v，可用下法测出：当两极板间的电压V为零时,g设油滴匀速下降的距离为l，时间为t ，则lv (4) g t g最后得到理论公式：3⎡⎤2⎢⎥18πηldq=2ρg⎢⎥V (5)b⎢⎥t(1+)g⎢⎥pa⎣⎦2、动态（非平衡）测量法非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V ，但并不调节V 使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。
由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ后，空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。
密立根油滴实验 实验报告
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，并测定电子电荷的电荷值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。
二、实验原理：一、实验原理1、静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d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，所带的电量为q，两极板间的电压为V ，如图 1 所示。
图1如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：Vmg=qE=q (1) d为了测出油滴所带的电量q，除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m。
因m很小，需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，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度ν后，阻力f与重力mg平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），g r油滴将匀速下降。
此时有：f=6πaηv=mg (2)rg其中η是空气的粘滞系数，是a油滴的半径。
经过变换及修正，可得斯托克斯定律：6πaηv gf= (3) r b1+pa其中b是修正常数， b=6.17×10-6m·cmHg,p为大气压强，单位为厘米汞高。
图2至于油滴匀速下降的速度v，可用下法测出：当两极板间的电压V为零时,g设油滴匀速下降的距离为l，时间为t ，则lv (4) g t g最后得到理论公式：3⎡⎤2⎢⎥18πηldq=2ρg⎢⎥V (5)b⎢⎥t(1+)g⎢⎥pa⎣⎦2、动态（非平衡）测量法非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V ，但并不调节V 使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。
由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ后，空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验报告密立根油滴实验是一项经典的物理实验，它揭示了电子的电荷大小。
实验设计简洁却十分巧妙，直接用简单的油滴来探测微小的电荷。
下面就来聊聊这个实验的魅力和意义。
一、实验背景1.1 早期的科学探索在19世纪末，科学家们对原子结构的理解还处于探索阶段。
电的本质和粒子的性质都是个谜。
这个时候，密立根想要弄清楚电子的电荷。
想想看，那个年代，技术不发达，很多人还在为微小的粒子发愁。
于是，密立根决定通过实验来揭示这个秘密。
1.2 油滴的选择密立根选择了油滴，原因很简单。
油滴小且可以在电场中悬浮。
他用喷雾器将油滴喷出，这些油滴在重力和电场的作用下，缓缓下落。
想象一下，细小的油滴在光线下闪烁，简直就像微小的星星在空中游荡。
通过调节电场的强度，密立根可以让这些油滴停在空中，真是令人惊叹！二、实验步骤2.1 装置搭建实验的装置非常简单。
一个小盒子，里面有电极。
密立根通过调整电极的电压，控制油滴的运动。
用肉眼观察，油滴在空中像悬浮的气泡。
他利用显微镜观察油滴的运动轨迹，真是一种让人兴奋的视觉享受。
2.2 测量电荷当油滴悬浮在电场中，密立根开始测量油滴的半径和质量。
通过这些数据，他能够计算出油滴所带的电荷。
这个过程就像侦探解谜，逐步揭开电荷的真相。
密立根耐心地记录着数据，一次次重复实验，反复验证。
2.3 数据分析最后，密立根将测得的数据进行分析。
他发现油滴的电荷都是某个特定值的整数倍。
这个结果让他兴奋不已。
电荷不是随机的，而是量子化的！这个发现为电子的电荷提供了明确的数值。
三、实验意义3.1 揭示电荷的本质密立根的实验不仅仅是一个简单的测量。
它揭示了电荷的基本特性。
电子的电荷是基本单位，所有的电荷都是由这个基本单位构成的。
这一发现对后来的物理学发展具有重要意义。
3.2 对科学界的影响密立根的实验对科学界产生了深远的影响。
他的工作不仅确认了电子的存在，还为量子力学的发展铺平了道路。
科学家们开始重新审视原子的结构和基本粒子。
密立根油滴实验实验报告
= 0.1520(m)
其余油滴半径同理可得如下：
表 2 不同油滴的半径
油滴 1
0.1520(m)
=
油滴 2
0.1429(m)
18
[
3
2
]
√2 (1+ )
=
18×
油滴 3
0.1547(m)
[
1.83×10−5 ×0.0015
√2×981×9.8 19.46×(1+6.17×10
图 2 密立根油滴仪实物图
注意：按下联动按键，
“平衡”与“0V”按键或“计时”按键联合起来，即按下计时后测试下降时间时只
需按下“平衡”或者“0V”按键。
2
图 3 密立根油滴仪示意图
现象观察：
1.控制油滴移到起跑线（一般取第二格线上）
2.油滴静止-显示平衡电压
3.油滴下降开始计时，至终点（一般六格）停止计时，此时显示时间为 。
更合适的油滴。
8.3 对实验结果造成影响的主要因素有哪些
答：
1) 油滴带电量：油滴带电量过大无法反应电子的量子性，如果油滴带电量过小，电场对油滴的作用力将会
减小，导致油滴的运动难以受到平衡电压的控制。
2) 油滴大小：如果油滴过大，它可能会受到重力的影响而下沉太快，使得测量其运动的时间变短，从而导
致结果不准确。另外，如果油滴过小，它可能会受到空气阻力的影响而做布朗运动，这也会导致实验结
P = 0.683
{
0.033 × 10−19
= =
× 100% = 2.0%
̅ 1.611 × 10−19
七、结果陈述与总结：
7.1 结果陈述
1.本实验测得元电荷量 = (1.611 ± 0.033) × 10−19 。置信概率P = 0.683。相对误差 = 2.0%。
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院（系）名称 专业名称 实验课程名称 实验项目名称 物理系 物理教育 班 别
11 物理本四 B 班
姓名 学号 近代物理实验 密立根油滴实验
115506020
内容包含：实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验预习中的问题探讨 实验目的： 1.通过对带电油滴在重力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.通过实验对仪器的调整，油滴的选择耐心的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： 1. 静态（平衡）测量法
6ave q
V mg d
（6）
当去掉平行极板上所加的电压 V 后，油滴受重力作用而加速下降。当空气阻力 和重力平衡时，油滴将以匀速υ 下降，这时：
6vg mg
化简，并把平衡法中油滴的质量代入，得理论公式：
（7）
2 1 18 l d 1 1 1 2 q t t t b v 2 g e e e 1 pa
3
1
vg
最后得到理论公式：
l tg
(4)
2 d 18 l q 2 g t (1 b ) V g pa
2. 动态（非平衡）测量法
3
(5)
非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压 V ，但并不调节 V 使静电力和重力达到平 衡， 而是使油滴受静电力作用加速上升。 由于空气阻力的作用， 上升一段距离达到某一速度υ 后， 空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计） ，油滴将匀速上升，如图 3 所示。这时：
f r 6avg mg
(2)
其中 是空气的粘滞系数，是 a 油滴的半径。经过变换及修正，可得斯托克斯定律：
fr
6av g b 1 pa
(3)
其中 b 是修正常数， b=6.17×10-6m·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。 至于油滴匀速下降的速度 vg ，可用下法测出：当两极板间的电压 V 为零时,设油滴匀速下降 的距离为 l ，时间为 t ，则
用喷雾器将油滴喷入两块相距为 d 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，所带的电量为 q，两极板间的电压为 V ，如图 1 所示。如果调节两极 板间的电压 V ，可使两力达到平衡，这时：
mg qE q
V d
(1)
为了测出油滴所带的电量 q，除了需测定平衡电压 V 和极板间距离 d 外，还 需要测量油滴的质量 m。因 m 很小，需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，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一 速度 g 后，阻力 f r 与重力 mg 平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计） ，油滴将 匀速下降。此时有：
3
（8）
2
注意事项： 1. 实验前必须调节仪器底座上的三只调平手轮，使水准泡指示水平。 2. 喷雾时喷雾器应竖拿，喷雾器对准油雾室的喷雾口，轻轻喷入少少油即可，切勿将喷雾 器插入油雾室，甚至将油倒出来，更不应该将油雾室拿掉后对准上电极板落油小孔喷油。 否则会把油滴盒周围搞脏，甚至把落油孔堵塞。 3. 实验中，由于油滴盒上下电极间有高压产生，请不要将油雾杯取下来，以防触电。 思考讨论： 1.本实验的巧妙构思在哪里？ 2.实验中如何保证油滴做匀速运动.