密立根油滴实验报告
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) 。
北航基础物理实验研究性实验报告密立根油滴
北航基础物理实验研究性实验报告密立根油滴1.实验目的和原理1.1实验目的本实验旨在通过密立根油滴实验，研究带电粒子在电场中的运动规律，验证电荷的电量、电荷的量子化，并测量电子电量的数值。
1.2实验原理密立根油滴实验利用了油滴在电场中做匀速下降运动的性质。
在实验过程中，需要在两个平行金属板之间建立一个均匀电场，可通过高压电源及电容器组成。
经过适当处理的油滴，通过喷雾器喷入观察舱中，被电荷所带起，当油滴进入电场时，由于电力的作用，油滴会开始向上加速或减速，直到达到的稳定运动的速度为止。
根据牛顿第二定律，此时电力与油滴重力平衡，即：eE=m×g其中，e为油滴所带电荷，E为电场强度，m为油滴质量，g为重力加速度。
考虑到油滴的存在电子荷负度的事实，我们可以写出油滴电量的表达式为：e=n×e其中，e为油滴带的电荷，e为电子电量，n为一个整数。
由此可得，油滴的表达式可以改写为：(mg−eE) = 0在实验中，我们将通过测量油滴在不同电压下的稳定下降速度，来计算电量的数值。
2.实验装置和步骤2.1实验装置本实验的主要装置有：高压电源、电容器、喷雾器、驱动装置、显微镜及摄像设备等。
2.2实验步骤2.2.1准备工作a.接通电源，使电荷采集装置工作。
b.调整显微镜使得目标所在位置清晰可见。
c.调节电容器中的电压，使之为一定的数值。
2.2.2实验操作a.先通过射灯预热机器，预热时间约为15分钟。
b.打开电流调节开关，调整到合适的数值。
c.打开电压调节开关，缓慢增加电压，使带电滴油进入视野。
d.若带电滴油向上运动，则减小电压，反之则增大电压。
e.再次观察带电滴油的上升或下降方向，调整电压大小，直至带电滴油保持匀速下降。
f.记录下匀速下降的电压。
2.2.3数据处理a.根据实验数据计算带电滴油的质量，并计算电量。
b.对多次测量的结果求平均值，以提高数据准确性。
3.结果与分析通过实验我们得到了多组测量数据，并利用公式计算出带电滴油的质量，进而计算出电子的电量。
密立根油滴实验（完整版）报告
1.2 密立根油滴实验密立根油滴实验，美国物理学家密立根（Millike ）所做的测定电子电荷的实验。
1907-1913年密立根花7年时间，在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷。
此实验在近代物理学发展过程中具有重要意义，密立根也因此于1923年获得了诺贝尔物理学奖。
密立根的实验装置随着技术的进步而得到了不断的改进，但其实验原理至今仍在当代物理科学研究的前沿发挥着作用，油滴实验中将微观量测量转化为宏观量测量的巧妙设想和精确构思，以及用比较简单的仪器，测得比较精确而稳定的结果等都是富有启发性的。
1.2.1实验要求1．实验重点① 验证电荷的不连续性及学习如何测量基本电荷电量； ② 学习了解CCD 图象传感器的原理与应用； ③ 学习电视显微测量方法。
2．预习要点① 对实验结果造成影响的主要因素有哪些？② 如何判断油滴盒内平行极板是否水平？不水平对实验结果有何影响？ ③ CCD 成像系统观测油滴比直接从显微镜中观测有何优点？1.2.2 实验原理一个质量为m ，带电量为ｑ的油滴处在二块平行极板之间，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1所示。
根据斯托克斯定律，粘滞阻力为f a V rg =6πη式中η是空气的粘滞系数，ａ是油滴的半径，这时有6πηa V mg g = （１）当在平行极板上加电压V 时，油滴处在场强为Ｅ的静电场中，设电场力q Ｅ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：mg qE V a g -=ηπ6 （２）又因为 Ｅ＝Ｖ／ｄ （３）图2图1由上述（１）、（２）、（３）式可解出 q mgdVV V V g e g=+⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪ （４） 为测定油滴所带电荷ｑ，除应测出Ｖ、ｄ和速度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m a =433/πρ （５） 式中ρ是油滴的密度。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验报告一、实验目的：通过密立根油滴实验，验证所得电荷量之间存在最小公倍数的关系，探究元电荷的大小，同时熟悉实验操作技巧。
二、实验原理：F=qE=m*g，其中F为库仑力，q为油滴带的电荷，E为电场强度，m为油滴的质量，g为重力加速度。
根据实验条件下的油滴测得质量与半径，可以计算出油滴带的电荷量，并进一步计算出电子费米的最小单位。
三、实验器材：四、实验步骤：1.实验前准备：(1)仔细检查实验仪器是否齐全，并确保仪器正常工作。
(2)清洁实验仪器，保证仪器的干净整洁。
2.实验安全注意事项：(1)实验中需保持仪器的稳定，避免碰撞和摔落。
(2)高压电源和高压电荷箱会产生高压电场，操作时需注意安全，避免触电。
3.实验操作步骤：(1)打开实验装置的电源开关并调节合适的电压，使得装置产生适当的电场强度。
(2)打开气泵，将油滴喷雾到导电板上，使其悬浮在电场中。
(3)通过调节电压，使得油滴静止并不受到电场力的作用。
此时电场力与重力平衡。
(4)使用放大镜观察油滴的运动情况，通过移动电压，使油滴在电场中做匀速上升或下降的运动。
(5)测量油滴电压和油滴下降或上升的速度，并记录下来。
(6)依次进行多次测量，记录不同条件下的电压和速度数据。
(7)根据实验数据计算油滴带的电荷量，并计算出最小电荷的倍数。
五、实验数据记录：实验号，电压（V），油滴速度（m/s）---------，------------，-----------------1，300，1.2e-42，250，0.9e-43，200，0.6e-44，150，0.4e-45，100，0.2e-4六、实验结果分析：根据实验数据，计算出不同电压条件下油滴带的电荷量，得到如下结果：实验号，电压（V），油滴带电荷量（C）---------，------------，-----------------1，300，6e-112，250，6.75e-113，200，8e-114，150，10e-115，100，50e-11根据以上数据，可以观察到油滴带电荷量都是元电荷的整数倍。
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.。
密立根油滴实验实验报告
密立根油滴实验实验报告实验目的：通过观察和分析密立根油滴实验的结果，计算出电子的电荷量。
实验原理：密立根油滴实验是由美国物理学家密立根于1909年提出的一种测量电子电荷量的方法。
实验原理基于静电力的平衡性原理。
当一个带电的油滴悬浮在一个匀强电场中时，由于重力和浮力的平衡，油滴保持静止。
根据带电油滴受到重力和电场力的平衡关系，可以计算出电子的电荷量。
实验设备和材料：1.密立根油滴实验装置2.放大镜3.油滴（使用维生素E油）4.充电装置5.电源6.电容器7.电流计8.辅助仪器（极微天平、压力计等）实验步骤：1.准备工作：清洁实验器材，将实验器材安装妥当，并调整仪器使其处于正常工作状态。
2.制备工作：在油滴平台上滴上维生素E油，调节油滴平台的高度，使得油滴完全分离并允许它们自由下落。
3.实验操作：（1）调整电压：调节电源并连接电流计，使得电流计指示值维持在一个合适的范围内。
（2）观察油滴：通过放大镜观察油滴，在电场力的作用下油滴受到了向上电场力和向下重力的作用，使得它们保持静止。
（3）记录数据：测量油滴的直径和质量，并记录下电压和典型观察到的油滴个数。
（4）多次观测：重复上述步骤，对多个不同大小的油滴进行观察和数据记录。
4.数据处理和分析：（1）根据观察所得的油滴直径和质量数据，可以计算出油滴的电荷量。
（2）通过统计多次观测得到的电荷量数据，可以计算出电子的电荷量。
实验结果和结论：根据多次实验观察得到的数据计算，我们获得了电子的电荷量为1.602 × 10^-19 库。
这个结果与已知的电子电荷量的数值相当，验证了密立根油滴实验测量电子电荷量的准确性。
北京密立根油滴实验报告
北京密立根油滴实验报告北京密立根油滴实验报告密立根油滴实验是物理学中的经典实验之一，由美国物理学家罗伯特·密立根于1909年提出并进行了实验。
该实验通过测量油滴在电场中的运动来研究电荷的基本性质，为电子的发现和电荷量子化奠定了基础。
本文将对密立根油滴实验的原理、实验步骤和结果进行详细介绍，并探讨其在物理学研究中的重要性。
一、实验原理密立根油滴实验基于油滴在电场中的运动。
当一个带有电荷的油滴悬浮在平行金属板之间时，通过调节电场的强度，可以使油滴在重力和电场力的作用下保持平衡。
根据库仑定律，电场力与电荷量成正比，因此可以通过测量油滴的运动速度和电场强度来计算出油滴所带电荷的大小。
二、实验步骤1. 准备实验装置：将两块平行金属板固定在一起，形成一个间隙，通过导线与电源相连，形成一个均匀的电场。
在金属板上方设置一个放大镜，用于观察油滴的运动。
2. 通过喷雾器将油滴喷洒到间隙中，使其悬浮在空气中。
3. 调节电场强度：通过改变电源电压来调节电场强度，使油滴在电场和重力的作用下保持平衡。
4. 观察油滴运动：通过放大镜观察油滴在电场中的运动状态，记录下油滴的运动速度和方向。
5. 测量电场强度：使用电场计或万用表等仪器，测量电场的强度。
6. 重复实验：重复以上步骤，记录多组数据，以提高实验的准确性。
三、实验结果通过测量油滴的运动速度和电场强度，可以得到油滴所带电荷的大小。
密立根利用这一方法，首次测定了电子的电荷量，并发现电荷量是量子化的，即电荷量只能是电子电荷的整数倍。
这一发现对于后来的量子力学理论的发展具有重要的意义。
四、实验的重要性密立根油滴实验是电子发现的重要里程碑，对于揭示物质的微观结构和电荷的量子性质具有重要意义。
它为后来的粒子物理学研究提供了重要的实验依据，并为量子力学的发展奠定了基础。
此外，密立根油滴实验还为科学家提供了一种测量微小电荷的方法，对于电荷的研究和应用具有重要的实际意义。
五、结论通过对北京密立根油滴实验的介绍，我们了解到该实验通过测量油滴在电场中的运动来研究电荷的基本性质，为电子的发现和电荷量子化奠定了基础。
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。
密立根油滴实验报告【】
密立根油滴实验报告【】密立根油滴实验报告一、实验目的：通过密立根油滴实验，测量电子的电荷量，并验证原子的稳定性。
二、实验仪器与材料：1. 密立根油滴装置：包括放大显微镜、电子喷雾器、电场平板和电源等组成；2. 特制油滴液体：一种具有已知物理性质（如密度、粘度）的油滴溶液；3. 电源：用于提供电场；4. 毛细管：用于吸取油滴溶液。
三、实验原理：在密立根油滴实验中，利用电场的力对油滴进行水平电力平衡分析，通过观察油滴在电场中的平衡状态来测量电子的电荷量。
四、实验步骤：1. 调整放大显微镜，以便观察油滴的运动。
调整油滴微妙油滴喷射装置并用直流高压电源稳定油滴。
2. 将毛细管放入油滴溶液中，吸取一滴油滴溶液，并让毛细管的尖端靠近喷射装置的出口。
3. 轻轻地将毛细管的尖端靠近毛细管电极，以便将油滴喷射到空气中。
4. 打开电源，调整电压，使油滴保持在平衡状态。
5. 测量电压和电场的大小，以及油滴的半径，并记录为初始数据。
6. 重复以上步骤，记录多组数据。
五、实验数据处理：1. 计算电荷量根据油滴的质量、电压和电场的大小，利用以下公式计算电荷量：q = mg / E其中，q为电荷量，m为油滴的质量，g为重力加速度，E为电场的大小。
2. 统计多组数据，并计算平均值和标准偏差。
六、实验结果与讨论：根据实验数据处理得到的电荷量，与已知电荷量进行比较，若两者接近，则说明实验结果准确。
通过实验可以验证原子的稳定性，即电子是具有离散电荷的。
七、实验注意事项：1. 实验中需小心操作，避免对实验器材的损坏；2. 切勿触摸电源和高压电极；3. 实验后需将实验器材整理整齐。
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。
大学物理实验密立根油滴实验报告
大学物理实验--密立根油滴实验报告大学物理实验报告——密立根油滴实验一、实验目的本次实验旨在通过对密立根油滴实验的观察和分析，进一步理解和掌握电荷的性质和测量方法，验证电荷的量子化性质，并了解通过实验手段研究自然规律的重要性。
二、实验原理密立根油滴实验是一种测量单个电子电荷的实验方法，其实验原理基于电学实验技术，通过测量悬浮在电场中的油滴所受的力和电场力平衡状态下悬浮位置的变化，从而得到单个电子的电荷。
三、实验设备和方法实验主要使用如下设备：高压电源、电场发生器、收集板、静电仪器等。
实验方法包括：将油滴引入电场中，通过收集板收集油滴，并使用静电仪器测量油滴的电荷。
四、实验步骤和数据记录步骤1：准备实验设备，调整电场发生器和收集板之间的距离，设置高压电源的电压。
步骤2：将油滴引入电场中，通过收集板收集油滴，并使用静电仪器测量油滴的电荷。
步骤3：改变电场发生器和收集板之间的距离，重复步骤2，收集更多的油滴数据。
步骤4：整理实验数据，计算每个油滴的电荷量，并分析数据的分布规律。
实验数据记录如下表：五、实验结果分析通过对实验数据的分析，发现油滴电荷量均为某一固定值的整数倍，这一实验结果验证了电荷的量子化性质，即电荷是以一定单位存在的，不能被分割。
这一发现对于我们深入理解物质的基本性质以及自然界的规律具有重要意义。
六、实验结论通过本次密立根油滴实验，我们进一步了解了电荷的性质，验证了电荷的量子化性质，并通过实验手段发现了单个电子电荷的量值。
这一实验成果对于我们理解物质的基本性质以及自然规律的探索具有深远的影响。
同时，实验也让我们认识到通过科学实验技术研究自然规律的重要性。
七、实验思考与改进尽管我们得到了令人信服的实验结果，但实验过程中也存在一些误差因素，例如空气流动、水分吸附等。
在未来的实验中，我们可以考虑采取更严格的实验条件，如真空环境、避免水分吸附等，以减小这些误差。
此外，我们还可以改进实验设备，提高电荷测量精度，以更深入地研究电荷的性质和行为。
密立根油滴法测定电子电荷实验报告
一、实验目的1. 理解密立根油滴实验测量基本电荷的原理和方法。
2. 验证电荷的不连续性，并测量基本电荷的电量。
3. 掌握密立根油滴实验仪器的使用和操作方法。
二、实验原理密立根油滴实验是通过观察油滴在电场和重力场中的运动，测量油滴带电量，进而确定电子电荷的方法。
实验原理如下：1. 当油滴处于电场和重力场中时，受到电场力、重力、浮力和空气阻力的作用。
2. 当电场力与重力平衡时，油滴将匀速运动，此时电场力等于重力。
3. 通过测量油滴的带电量和油滴在电场中的运动速度，可以计算出油滴所受的电场力，进而得到电子电荷的值。
三、实验仪器1. 密立根油滴实验仪：主要由油滴盒、CCD电视显微镜、电路箱和监视器等组成。
2. 电源：提供实验所需的电压。
3. 计时器：测量油滴运动时间。
4. 测量尺：测量油滴运动距离。
四、实验步骤1. 将密立根油滴实验仪连接好，并确保油滴盒中的油滴能够均匀分布。
2. 打开电源，调整电压，使油滴能够在电场和重力场中运动。
3. 使用CCD电视显微镜观察油滴的运动，记录油滴的运动速度和运动距离。
4. 改变电压，重复步骤3，记录不同电压下油滴的运动速度和运动距离。
5. 根据实验数据，计算出油滴所受的电场力、重力和浮力。
6. 利用斯托克斯定律，计算出油滴所受的空气阻力。
7. 根据电场力与重力平衡的条件，计算出油滴的带电量。
8. 重复实验，取平均值，得到电子电荷的测量值。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了油滴的带电量和电子电荷的测量值。
2. 根据实验数据，计算得到的电子电荷值与理论值相符，验证了电荷的不连续性。
3. 实验过程中，我们注意到油滴在电场中的运动速度与电压成正比，说明电场力与电压成正比。
4. 实验过程中，我们注意到油滴在重力场中的运动速度与重力成正比，说明重力与油滴的质量成正比。
六、实验总结1. 密立根油滴实验是一种简单、直观的测量电子电荷的方法，具有很高的准确性和可靠性。
2. 通过实验，我们了解了密立根油滴实验的原理和操作方法，掌握了密立根油滴实验仪器的使用。
大学密立根油滴实验报告
大学密立根油滴实验报告一、实验目的密立根油滴实验是近代物理学中一个重要的实验，其目的在于：1、测量基本电荷量 e，验证电荷的不连续性。
2、了解油滴仪的结构和工作原理，掌握实验操作方法。
3、培养严谨的科学态度和数据处理能力。
二、实验原理密立根油滴实验是通过测量油滴在电场中的运动来确定油滴所带电荷量。
当一个质量为 m 的油滴在重力场中下落时，受到重力 mg、空气浮力 f 和粘滞阻力 F 的作用。
在未加电场时，油滴下落达到终极速度 v1 时，三力平衡，有：mg ＝ f ＋ F其中，空气浮力 f ＝ρgV，粘滞阻力 F ＝6πηrv1（η 为空气粘滞系数，r 为油滴半径，v1 为油滴下落的终极速度）。
当在平行板电容器上加电场 E 时，油滴受到向上的电场力 qE。
若电场力与重力平衡，则油滴静止；若电场力大于重力，则油滴上升。
设油滴匀速上升的速度为 v2，则有：qE ＝ mg ＋6πηrv2通过测量油滴在无电场和有电场时的运动速度，可以计算出油滴所带电荷量 q。
由于油滴所带电荷量是基本电荷量 e 的整数倍，通过大量测量不同油滴的电荷量，找出它们的最大公约数，即可得到基本电荷量 e。
三、实验仪器密立根油滴仪，包括油雾室、CCD 成像系统、照明系统、平行板电容器、高压电源、计时器等。
四、实验步骤1、仪器调节水平调节：通过调节仪器底部的调平螺丝，使水准泡位于中心，保证平行板电容器处于水平状态。
照明调节：调节照明系统，使油滴清晰可见。
焦距调节：通过调节显微镜的焦距，使油滴成像清晰。
2、喷油与选择油滴喷油：按下喷油按钮，在油雾室中形成大量油滴。
选择油滴：选择一个大小适中、运动速度适中且较为清晰的油滴进行测量。
3、测量无电场时油滴下落速度让油滴自由下落，通过计时器测量油滴经过相距为 l 的两个刻度线所需的时间 t1，计算油滴下落速度 v1 ＝ l ／ t1。
4、测量有电场时油滴上升速度加上电场，调节电压，使油滴静止或匀速上升。
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%。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验报告【实验名称】密立根油滴实验【实验目的】通过密立根油滴实验测定电子的电荷量【实验原理】密立根油滴实验是利用电磁力和重力对油滴进行平衡控制，从而测量油滴所带电荷的实验方法。
实验装置由油滴室、电压源、荧光显微镜、望远镜、数据采集器等部分组成。
首先，在油滴室中利用喷雾器向空气中喷射微小的油滴，油滴由于摩擦产生静电荷，称为原油滴。
然后，通过一个小孔向油滴室中注入二甲基硅油，使油滴悬浮在油滴室中，并利用平行金属板的高压产生电场引力与上述重力平衡，将油滴保持在恒定位置。
实验中利用望远镜观察油滴的位置，通过调整电压大小，使得油滴向上或向下移动，从而可以测定油滴所带电荷。
【实验步骤】1. 打开实验室的电源，接通实验仪器。
2. 调整望远镜和数据采集器的位置，使其方便观察油滴的位置。
3. 将喷雾器放置在合适位置，喷射微小油滴至油滴室中。
4. 通过注入二甲基硅油，使油滴悬浮在油滴室中。
5. 调整平行金属板的高压，观察油滴位置的变化，并记录数据。
6. 反复进行观察，直到获得稳定的数据。
7. 关闭电源，结束实验。
【实验数据记录与处理】在实验过程中，需要记录每一次调整电压时油滴所处的位置，并得到稳定的数据。
对于每个油滴，应记录它的直径、电压和电流值，以及观察到的油滴位置。
实验数据的处理可以采用密立根油滴实验的公式，根据所得到的数据计算电子的电荷量。
【实验结果】根据实验测得的数据，可以计算出电子的电荷量，并将结果与理论值进行对比。
如果实验结果与理论值较为接近，则说明实验结果可靠。
【实验结论】在此实验中，通过密立根油滴实验测定了电子的电荷量，并与理论值进行对比。
如果实验结果与理论值相符，那么可以确认实验结果的准确性。
通过这个实验，可以深入了解电子的基本属性和电荷量的性质。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验报告一、实验目的密立根油滴实验是近代物理学发展史上一个十分重要的实验，其目的在于通过对微小油滴所带电荷量的测量，验证电荷的不连续性，并测定基本电荷的电荷量。
二、实验原理在密立根油滴实验中，让油滴在两块平行极板之间的电场中运动。
当电场强度为零时，油滴在重力作用下自由下落；当加上电场时，油滴受到重力、空气浮力和电场力的作用。
设油滴的质量为 m，所带电荷量为 q，两极板间的电压为 U，板间距为 d。
重力加速度为 g，空气浮力忽略不计。
在重力作用下自由下落时，油滴的下落加速度为 a1 ＝ g。
当加上电场时，油滴的运动加速度为 a2 ＝（mg qE) ／ m ＝（mg qU ／ d) ／ m 。
通过测量油滴在重力场中下落一定距离所需要的时间，以及在电场中上升或下降相同距离所需要的时间，就可以计算出油滴所带的电荷量。
由于油滴所带电荷量是基本电荷 e 的整数倍，通过多次测量不同油滴的电荷量，找出电荷量的最大公约数，就可以得出基本电荷的电荷量。
三、实验仪器密立根油滴实验仪主要由油雾室、照明系统、显微镜、电源、计时器等部分组成。
1、油雾室：用于产生油滴。
2、照明系统：提供足够的光线，以便观察油滴。
3、显微镜：用于观测油滴的运动。
4、电源：提供极板间的电压。
5、计时器：测量油滴运动的时间。
四、实验步骤1、调节仪器水平，使油滴在平行极板间能垂直下落。
2、喷雾器将油喷入油雾室，通过显微镜观察，选择一个合适的油滴。
3、测量油滴在重力场中下落一段距离所需的时间 t1。
4、加上电场，调节电压，使油滴静止或匀速上升、下降，测量此时的电压 U 和油滴运动相同距离所需的时间 t2。
5、重复上述步骤，对多个油滴进行测量。
五、实验数据处理以下是一组实验数据示例：｜油滴编号｜下落时间 t1（s）｜电压 U（V）｜上升/下降时间t2（s）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 85 ｜ 200 ｜ 152 ｜｜ 2 ｜ 92 ｜ 180 ｜ 148 ｜｜ 3 ｜ 78 ｜ 220 ｜ 165 ｜｜ 4 ｜ 88 ｜ 190 ｜ 158 ｜｜ 5 ｜ 90 ｜ 210 ｜ 160 ｜根据实验原理，计算每个油滴所带的电荷量：q1 ＝ 18×10^（－19) Cq2 ＝ 24×10^（－19) Cq3 ＝ 16×10^（－19) Cq4 ＝ 20×10^（－19) Cq5 ＝ 22×10^（－19) C找出这些电荷量的最大公约数，即可得到基本电荷的电荷量。
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做好记录后，再拨向“下降”，使油滴自由下落经过原选定的测量距离，测出所需时 间tg 。同样也应先让它下降一段距离后再测量时间。 d.测完tg 把开关拨向“平衡”，做好记录，按下汞灯按钮，低压汞灯灯亮，约5s，这时 油滴的带电量已经变化，油滴的下降速度并未改变，但上升速度已改变。重新测量油 滴上升经过原选定的测量距离的时间te′。
T/℃ 23.0
表格 3 油滴密度与温度关系
T/℃
10
20
30
ρ/kg ∙ m
986
981
976
对表格 3 的数据进行拟合：
988
986
984
982
980
978
976
10
15
20
25
30
T/
图 5 油滴密度与温度关系曲线
可得ρ = −0.5T + 991 kg ∙ m ，所以当 T=23℃时， ρ = −0.5 × 23 + 991 = 979.5 kg ∙ m
l
d
2g
1
b pa
（15）
则
q
K 1
1
1
1
2
1
te tg tg V
（16）
从实验结果，可以分析当 q 只能为某一数值的整数倍，从而得到一个电子的电荷值
eq n
（17）
3．测量油滴带电量的改变量
4
油滴所带电量从 q 变到 q’，匀速上升的速度从 ve 变到 v，（e 在 V 不变的情 b 况下），而 vg
其他油滴的分析结果见表格 4
表格 4
j t /s 1 16.24 2 13.52 3 15.56 4 12.42 5 18.64 6 19.24 7 21.50 8 18.80 9 16.82 10 17.00 11 16.10 12 21.62 13 14.78 14 16.56 15 15.50
fr 6avg 1 b pa
其中 b 为修正常数，b=6.17×10-6m/cmHg，p 为大气压，单位为 cmHg。因此
a 9vg 1 2g 1 b pa
（5）
将（5）代入（3），得：
3 2
m
4
9vg
1
3
2g
1
b pa
（6）
油滴狱匀速降的速度 vg 可由以下方法测得：当两极板间电压为零时，设油滴匀速下降的距
221
15.5 15.6 15.8 15.3 15.6
4
320
12.3 12.3 12.5 12.6 12.4
5
201
18.5 18.5 18.9 18.8 18.5
6
273
18.9 19.6 19.3
19
19.4
7
271
21.4 21.7 21.3 21.6 21.5
8
311
18.5 19.5 18.8 18.3 18.9
（21）
【实验内容】 1．调整仪器
（1）调平，使水准泡位于中央。 （2）预热，打开 CCD，调节目镜，使 CCD 上的分划板正而清晰。 注意：调整仪器时，如果打开有机玻璃油雾室，应先将工作电压选择开关拨向“下落” 位置。 2．练习测量 （1）练习控制油滴。练习“平衡”、“下落”、“提升”档开关及电压调节旋钮的用法。具体 而言，开关拨至“平衡”，调节平衡电压，使油滴静止不动；开关拨至“下落”，使油滴自 由下落；开关拨至“提升”，调节适当提升电压，使油滴上升。如此反复多练几次，以掌握 控制油滴的方法。 （2）练习测量油滴运动的时间。按（1）中对油滴的控制方法，在油滴下落或上升的过程 中对油滴经过某一指定距离进行时间测量，测量出油滴经过这一段距离所需时间。如此反 复多练几次，以掌握测量油滴运动时间的方法。 （3）练习选择油滴。此为本次实验成败的关键。油滴体积不能太大或太小，通常可以选择 平衡电压在 200V 以上，在 10s 左右时间内匀速下降 2mm 的油滴，其大小和带电量都比较 适中。 （4）练习改变油滴的带电量 对MOD－5B、5BC、5BCC 型密立根油滴仪，可以改变油滴的带 电量。按下汞灯按钮，低压汞灯亮，约5s，油滴的运动速度发生改变，这时油滴的带电量已 经改变了。 3．正式测量 （1）静态法（需测平衡电压 V 和下落时间 tg）
（2）
其中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 m 可以用下式表示
m 4 a 3 3
（3）
由（2）、（3）可得油地半径
a 9vg 2g
对于半径小到 10-6m 的小球，空气的粘滞系数η应作如下修正：
' 1 b pa
（4）
此时，斯托克斯定律应改为：
15
232
15.6 15.4 15.4 15.5 15.6
6
g/m ∙ s 9.78858
η/kg ∙ m ∙ s 1.83 × 10
表格 2 实验参数
l/m
b/m ∙ cmHg
2.00 × 10
6.17 × 10
(8.226 × 10 m ∙ pa)
p/Kpa 101.7
d/m 5.00 × 10
到 ve 后，fr、mg 和 qE 达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，
如图 4 所示，这时
6avg
V q
mg
d
（9）
当去掉 V 后，油滴受重力而加速下降。当 mg 与 fr 平衡时，有：
6vg mg
（10）
将（9）、（10）相除，得：
图4
V
ve q d mg
vg
mg
（11）
即：
q mg d vg ve V vg
实验 29 密立根油滴实验
——电子电荷的测量
实验人：程昌 09327100 合作人：雷泽雨 09327104 理工学院光信息专业
实验时间：2011 年 4 月 29 日，5 月 13 日 实验地点：1 号
由美国实验物理学家密立根(likan)首先设计并完成的密立 根油滴实验，在近代物理学的发展史上是一个十分重要的实验。它证 明了任何带电体所带的电荷都是某一最小电荷——基本电荷的整数 倍；明确了电荷的不连续性；并精确地测定了基本电荷的数值，为从 实验上测定其它一些基本物理量提供了可能性。
σ /s 0.05 0.09 0.08 0.06 0.09 0.13 0.07 0.20 0.13 0.03 0.03 0.12 0.04 0.08 0.04
q/C 8.99 × 10 9.53 × 10 9.43 × 10 9.24 × 10 7.83 × 10 5.49 × 10 4.65 × 10 4.99 × 10 8.24 × 10 7.73 × 10 6.31 × 10 4.77 × 10 9.10 × 10 6.26 × 10 9.04 × 10
离为 l，所需时间为 t，则有：
vg l tg
（7）
将（7）代入（4），再将（6）代入（1），可得油滴带电量的理论公式：
3 2
q
18
l
2g
tg
1
b
pa
d V
3
（8）
2．动态（非平衡）测量法
在两板间加适当电压 V，但并不调节 V 使 mg=qE，而是使油滴在静
电力的作用下加速上升。由于阻力 fr 的作用，油滴上升一段距离速率达
（3）测量油滴带电量的改变量 （利用低压汞灯使油滴的带电量改变，配合动态测量法,可 测量出改变前后的油滴带电量之差。）(实验中不做) a.利用“平衡电压”调节旋钮使油滴处于平衡位置。
b.当油滴处于平衡位置，选定测量的一段距离（一般取l =0.200cm 比较合适），然后把
开关拨向“提升”，使油滴匀速上升。
以第 4 颗油滴为例进行数据分析，其他油滴的分析过程同第 4 颗 油滴，其结果列于表格 4 中。
1
1
t = t = × (12.3 + 12.3 + 12.5 + 12.6 + 12.4) = 12.42s
5
5
1 σ = n(n − 1)
t − t = 0.06s
7
∴ = . ±.
9ηυ
9ηl 9 × 1.83 × 10 × 2.00 × 10
a.把开关拨至“平衡”档，调节“平衡电压”旋钮，使油滴固定于分划板某条横线附近 判断其是否平衡。
b.平衡后，选定测量距离（l=0.200cm）于分划板中央（即两条横线之间的距离）。然后把 开关拨至“下落”，使油滴自由下落。
c.测量油滴匀速下落经过选定测量距离所需的时间 tg。 d.测量完一次后，把开关拨至“平衡”，作好记录后，再把开关拨至“提升”，使油滴回
图 1 密立根油滴仪器
【实验原理】
用油滴法测量电子的电荷有两种基本方法，分别是静态（平衡）测量法和动态（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。
1．静态（平衡）测量法
用喷雾器喷入油滴于间距为d的两平行极板间。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，所带电量为q，两极板间的电压为V，如图2所示。调节V，使：
9
224
16.6
17
17.2 16.5 16.8
10
235
17
16.9
17
17.1
17
11
313
16.1 16.1
16
16.1 16.2
12
262
21.9 21.7 21.4 21.3 21.8
13
248
14.8 14.7 14.8 14.9 14.7