物理实验课件-12密立根油滴实验

实验数据：
希腊语:Ευχαριστ
V
静态(平衡)法测 油滴电荷的公
式
油的密度
重力加速度 空气粘滞系数 油滴匀速下降距离 常数 大气压强 平行极板间距离 目前e的公认值
98k1g/m3
g9.79m 2/se2c
1.8 31 0 5kg /msec
l1.5 01 0 3m
b6.17106mcmHg
P76.0cmHg
d5.0 01 0 3m
实验原理
质量m,带电量为q的油滴，在两块加有电压V的平行极 板之间受两个力的作用（如图）。若调节极板间的电压V , 使两力达到平衡，这时：
mgqEqV d
q mg mgd EV
油滴质量的测定：平行极板不加电压时，油滴受 重立作用而加速下降。由于空气阻力的作用，下降一
段距离后，将以均匀速度 v g 下降，这时重力与阻力
Pa
上式根号中还包含油滴的半径a ，因为它处于修 正项中，不须十分精确，故它仍可用（3）式计算。
由此可得质量m：
3
2
m
4 3
92vgg
1
1
b Pa
均匀速度 v g 的测定：
当电压V=0时，设油滴在平行极板间做匀速下降
的距离为l，时间为t，则 ：vg l t
3
2
q
18
l
d
2g
t1
b Pa
ຫໍສະໝຸດ Baidu
平衡（空气浮力忽略不计），根据斯托克斯定律
m gfr 6avg
式中η是空气的粘滞系数，a是油滴的半径约 106 m
m 4a3
3
ρ为油滴的密度 a
9 v g 2g
考虑油滴的直径与空气分子的间隙相当，空气已 不能看成是连续介质，其粘滞系数应作如下修正 ：
1 b Pa
修正后的半径是：
a 9vg 1 2g 1 b
e0 1.60217170 13 9C
qn e 0.927 1 7 0 14 1 [t(12.26 140 2 t)3]2 V
数据处理：倒过来验证，先求 n i ，再求 e i 。
q e i ri取 n i整 e1.60 12 1 0C 9
qi ni
ei
实验步骤：
1、调节仪器底部螺丝，让油滴盒处于水平状态； 2、用喷雾器向油雾室喷油，转动显微镜的调焦手轮， 使屏幕上出现清晰的油滴图象； 3、将仪器面板右侧的拨动开关置于平衡挡，调节极板 间的平衡电压，使屏幕上保留少数的清晰油滴；再选择一个 大小合适的油滴； 4、通过调节平衡电压的大小让油滴处于静止不动的平 衡状态，记录此时屏幕上显示的电压，此电压就是油滴的平 衡电压； 5、将油滴提到第二格起跑线上，开始运动同时计时， 当油滴运动到第七格时停止运动同时结束计时，记录油滴运 动六格所需的时间； 6、再将油滴提到第二格起跑线上重复测量五次匀速下 降的时间； 7、再选5个油滴重复上面的过程。