研究性物理实验报告--密立根油滴实验

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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

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

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。

基础物理实验研究性报告-密立根油滴实验分析

基础物理实验研究性报告-密立根油滴实验分析

北京航空航天大学物理研究性实验报告密立根油滴实验第一作者:所在院系:就读专业:第二作者:所在院系:就读专业:一.实验目的 (3)二.实验原理 (3)三、实验仪器 (5)四、实验内容 (5)4.1.准备工作 (5)4.2.开机使用 (5)4.3.测量练习 (6)4.4.正式测量 (6)五.数据处理 (6)5.1静态法 (7)5.1.1一元线性回归法 (7)5.1.2加权平均法 (8)5.1.3数据处理方法的讨论 (9)六.误差分析和实验参数的选择 (10)七.实验感想 (11)八.参考文献 (12)6e gf a V πη=摘要: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。

在本实验过程中,油滴的选取是决定实验成败与准确度的关键,而在选取油滴的时候,平衡电压在100~300V 范围内时,下落时间取8~25时效果比较好。

本报告对于实验时油滴参数的选取进行了分析,并对本实验的数据处理与误差分析做了简单的分析。

关键词:密立根油滴实验、参数选取、误差分析一.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,并测定基本电荷值② 通过对仪器的调整、油滴的选定、跟踪和测量以及数据的处理,培养学生严谨的科学态度和实验方法二.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(本文中空气浮力忽略不计),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,则油滴将以匀速上升,此时速度为Ve,则有:6e a V qE mg πη=- (2)又因为 E=V/d (3) 由上述(1)、(2)、(3)式可解出:图2重力与电场力平衡图1重力与阻力平衡q mgd VV 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

密立根油滴实验报告导言:密立根油滴实验是20世纪初,由美国物理学家罗伯特·A·密立根开发的一个重要实验,它为我们揭示了电子的基本性质和电荷的离散性提供了直接证据。

本文将探讨密立根油滴实验的原理、操作和实验结果,并分析其对物理学发展的贡献。

一、实验原理密立根油滴实验基于电荷和重力之间的平衡关系。

当油滴电荷量为e的整数倍时,电场力和重力力之间达到平衡,油滴将保持静止。

由于重力可以通过称量油滴质量来求得,因此通过测量油滴的电荷量即可推断电子电荷的大小。

二、实验操作1.准备工作实验前,需要搭建一个由电源、雾化器、平行金属板和显微镜组成的实验装置。

电源提供稳定的电场,雾化器产生均匀而稳定的油滴,平行金属板则用于观测和调节电场。

2.测量电场强度在实验开始之前,需要将平行金属板与电源连接好,调节电压使得油滴能够悬浮在电场中。

通过测量金属板间距和电压,可以计算出电场强度E。

3.油滴的产生和观察通过雾化器,将细小的溴萘颗粒喷雾到观察室中。

利用显微镜观察油滴的运动状态,并选择一个稳定的油滴进行后续实验。

4.测量油滴的速度利用显微镜对油滴的运动轨迹进行观察和测量,从而得到油滴的速度v。

5.计算油滴的电荷量根据电场强度E和油滴的速度v,可以得到油滴所受到的电场力Fe。

由于电场力和重力力达到平衡,可得:Fe = mg,其中m为油滴的质量,g为重力加速度。

由此可推导出油滴的电荷量q为:q = (6πηrv)/E,其中η为空气粘度,r为油滴半径。

三、实验结果通过大量的实验,密立根发现,油滴的电荷量都是e的整数倍。

这揭示了电荷的离散性,证明了电子的分立性。

通过测量油滴的电荷量,密立根得到了电子电荷的近似值为1.6×10^-19C。

四、对物理学的贡献密立根油滴实验为物理学提供了实验上的证据,支持了原子的离散结构。

这个实验推动了原子和分子理论的发展,帮助科学家们更好地理解了微观世界。

此外,密立根油滴实验还为后来的量子力学的建立奠定了基础。

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,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。

密立根油滴实验报告

密立根油滴实验报告

密立根油滴实验报告实验目的:通过密立根油滴实验,确定电子电荷的大小。

实验原理:1. 密立根油滴实验是利用电场和引力场的平衡原理来测量电子电荷的实验方法。

2. 实验中通过喷雾器向容器中注入粒径约为0.1微米的油滴,油滴的体积和质量都很小。

3. 油滴在空气中自由下落时被赋予负电荷,因此会受到重力和库仑力的作用。

4. 库仑力可以通过一个电场来产生,实验中建立了一个平行板电容器,通过变化电压来改变电场的强度。

5. 当电场的力与重力的力平衡时,油滴处于稳定状态。

根据平衡条件,油滴的电荷量可以计算出来。

实验步骤:1. 调整电场:首先,调整平行板电容器的电压,使得油滴开始朝上升。

2. 观察油滴:使用显微镜观察油滴的运动状态,包括上升、下降和静止。

3. 记录数据:记录油滴在不同电压下的上升速度或下降速度,在每次实验后调整电场的强度。

4. 分析数据:根据观察到的运动状态和速度,计算油滴的电荷量。

5. 重复实验:重复实验多次,取多组数据做平均,提高实验结果的准确性。

6. 计算电子电荷:根据实验数据,使用公式计算电子电荷的大小。

实验数据与计算:根据实验数据的分析,可以计算出油滴的电荷量。

通过计算多组数据的平均值,可以得到电子电荷的大小。

实验结果:根据实验数据的分析,得到电子电荷的大小为x库仑(C)。

结论:通过密立根油滴实验,我们成功地测量了电子电荷的大小。

实验结果表明,电子电荷的大小为x库仑(C)。

实验误差分析:1. 实验中存在一些误差,包括电压测量误差、油滴质量的测量误差等。

2. 实验数据的计算和分析也可能存在一定的误差。

3. 为了减小误差,可以多次进行测量,取平均值。

改进措施:1. 在实验中使用敏感度高的仪器进行测量,以减小测量误差。

2. 加强实验操作的准确性和注意力,避免实验操作不规范导致的误差。

3. 在实验中使用更加精确的方法进行测量,以提高实验结果的准确性。

密立根的油滴实验报告

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。

哈工大密立根油滴实验报告

哈工大密立根油滴实验报告

哈工大密立根油滴实验报告哈工大密立根油滴实验报告导言哈工大密立根油滴实验是由德国物理学家罗伯特·密立根于1909年发明的一种实验方法,用于测量电子电荷的大小。

该实验对于量子力学的发展起到了重要的推动作用。

本文将介绍哈工大密立根油滴实验的原理、步骤和实验结果,并探讨其对科学研究的影响。

一、实验原理哈工大密立根油滴实验基于油滴的电荷平衡原理。

当油滴悬浮在空气中时,由于空气中的摩擦力和重力的作用,油滴会逐渐下落。

而当油滴带有电荷时,电场力会抵消重力,使油滴保持悬浮状态。

通过测量油滴的下降速度和电场的强度,可以计算出油滴所带电荷的大小。

二、实验步骤1. 准备实验装置:将一个带有两个平行金属板的装置放置在实验台上,其中一个金属板带有一个小孔,通过该孔可以向上喷射细小的油滴。

2. 喷射油滴:将油滴喷射到金属板之间的空间中,使其悬浮在空气中。

3. 施加电场:通过连接电源,施加一个垂直于金属板的电场,使油滴受到电场力的作用。

4. 观察油滴的运动:使用显微镜观察油滴的运动轨迹,并记录下油滴的下降速度。

5. 改变电场强度:逐渐改变电场的强度,观察油滴的运动变化。

6. 计算电荷大小:根据油滴的下降速度和电场的强度,使用密立根公式计算油滴所带电荷的大小。

三、实验结果通过多次实验,我们得到了一系列油滴的下降速度和电场强度的数据。

根据密立根公式,我们计算出了每个油滴所带电荷的大小,并绘制出了电荷与下降速度的关系图。

实验结果显示,油滴所带电荷的大小并不是连续变化的,而是以一个最小单位的整数倍递增。

这个最小单位就是电子的基本电荷,即1.6×10^-19库仑。

这一发现验证了电荷的离散性,为量子力学的发展提供了重要的实验依据。

四、实验影响哈工大密立根油滴实验的发现对于科学研究产生了深远的影响。

首先,它验证了电荷的离散性,推翻了传统物理学中连续性的观念,为量子力学的建立奠定了基础。

其次,该实验提供了测量电子电荷大小的方法,为后续科学研究提供了重要的实验手段。

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。

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引言:密立根油滴实验是19世纪末美国物理学家罗伯特·密立根设计的一项实验,通过测量油滴在电场中的运动来确定电子的电荷量。

该实验为量子力学的发展做出了重要贡献,也为后来的科学研究提供了思路和方法。

本实验报告将详细介绍密立根油滴实验的原理、步骤和结果。

实验目的:通过密立根油滴实验,通过测量电场力和重力平衡的方式,来计算电子的电荷量。

实验原理:在密立根油滴实验中,首先将油滴悬浮在烟雾室中,使其成为一个稳定的微小水滴。

然后,通过精确调整电场的强度,使电场力与重力力平衡,使油滴在水平方向上保持静止。

根据库伦定律,电荷粒子在电场中会受到电场力的作用。

当油滴带有净正电荷时,电场力将会与重力力平衡,从而保持油滴不动。

根据油滴在电场中的平衡情况,我们可以得到电子的电荷量。

实验步骤:1. 准备实验设备:烟雾室、微量喷雾器、电源、电荷计等。

2. 将烟雾室清洁干净,确保油滴悬浮在烟雾室中,形成一个微小的水滴。

3. 使用微量喷雾器喷入悬浮液,使其产生云雾效果,以便观察油滴的位置。

4. 调整电源的电压,使电场产生稳定的电势差。

5. 观察油滴的运动情况,当油滴保持静止时,记录下电场电压和油滴的位置。

6. 重复实验,记录多组数据。

实验结果与分析:将油滴的位置和电场电压记录下来,并根据库伦定律计算电子的电荷量。

通过多次实验和数据统计,得到不同油滴的电荷量数据,并计算平均值。

根据油滴在电场中的平衡情况以及油滴的质量、电场力和重力的关系,我们可以得到电子的电荷量为e = 1.602 × 10^-19 C。

实验误差与改进:在实际实验中,由于测量仪器的精确度有限以及实验操作的不确定性,实验结果存在一定的误差。

为了减小误差,可以采取以下改进措施:1. 提高电场的稳定性,消除电场的扰动。

2. 使用更精确的测量仪器,提高测量结果的精度。

3. 增加实验数据的数量,进行充分的统计分析,减小随机误差。

结论:通过密立根油滴实验,我们成功地测量了电子的电荷量,并得到了与理论值相符的结果。

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--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。

基础物理实验研究性报告_密立根油滴实验分析

基础物理实验研究性报告_密立根油滴实验分析

基础物理实验研究性报告_密立根油滴实验分析密立根油滴实验是20世纪初期由英国物理学家罗伯特•密立根和韦伯•温特瑟利发明的一种测定电子电荷质量比的实验方法,它为原子物理的发展提供了重要的基础。

本文将对密立根油滴实验进行分析。

一、实验原理密立根油滴实验基于电场的作用,在实验室中制造一定强度的电场,穿过一个带电平板间隙,使得带电油滴在其间经过牛顿第二定律的微小运动,推断电荷量和电场强度,根据上述参数推论出基本粒子的不同性质。

二、实验过程实验开始时,将棱镜放入油滴室内的白外光源中,使其产生高质量的自然光。

由于自然光是由多种颜色和频率组成的光谱,棱镜能够将组成白光的每个波长分离出来,形成一条由不同颜色波长组成的光谱带。

观察油滴室内的拉曼散射现象,并选取适当的颜色光进行把关。

在此之后,请准备一个电极系统以制造强电场。

油滴被从一个小孔中释放,离开该孔后被带电。

可以调整电场的强度,是否要改变电场的方向,观察油滴在电场中的运动。

计算出油滴的半径、密度、电荷量等基本参数,最后根据复杂计算公式来推断电子电荷和电子质量平方比。

密立根油滴实验是基于电场作用的,当电场通过平板夹持,油滴会获得一个电荷,因此它会受到电场的力,进行微小的运动。

通过传统物理学的公式推断出油滴的质量、电荷量等重要物理数据,进而可以推断出电子电荷质量比。

四、实验误差在实验过程中我们要尽可能减少误差的影响,包括仪器的误差和人为误差。

常见的仪器误差,如电子电池的电压漂移和电流的误差都会对实验造成一定的影响。

另外,实验人员的操作误差和油滴的不稳定性也会对实验结果造成一定的误差。

五、实验应用密立根油滴实验把精密的测量和简单的物理原理相结合,为原子物理之后的研究奠定了基础。

该实验被广泛应用于相关研究的实验工作中,并成为研究精子物理、半导体物理等学科的重要实验方法。

总之,密立根油滴实验是一种非常有用的物理实验方法,对于研究原子物理、半导体物理等学科都有很大的意义,它为原子物理及粒子物理学的发展做出了重要的贡献。

密立根油滴实验报告_6

密立根油滴实验报告_6
判断油滴是否平衡要有足够的耐性。用将油滴移至某条刻度线上,仔细调节平衡电压,这样反复操作几次,经一段时间观察油滴确实不再移动才认为是平衡了。
测准油滴上升或下降某段距离பைடு நூலகம்需的时间,一是要统一油滴到达刻度线什么位置才认为油滴已踏线,二是眼睛要平视刻度线,不要有夹角。反复练习几次,使测出的各次时间的离散性较小。


贵州师范学院物理实验报告
实验名称:密立根油滴实验实验日期:年月日
级班姓名同组者教师
一、实验目的;
1.利用电视显微密立根油滴仪测量电子电荷。
2.了解CCD图像传感器的原理与应用,学习电视显微测量方法。
二、实验仪器:
1.由油滴盒、CCD电视显微镜、电路箱、监视器等组成。
2.棕油、喷油器。
三、实验原理
式中b为修正常数,p为空气压强,a为未经修正过的油滴半径,由于它在修正项中,不必计算得很精确,由(6)式计算就够了.
实验时取油滴匀速下降和匀速上升的距离相等,设都为l,测出油滴匀速下降的时间tg,匀速上升的时间te,则
将(5)、(6)、(7)、(8)式代入(4),可得

得 /V
此式是动态(非平衡)法测油滴电荷的公式。
五、实验数据处理
=1.59
=0.6%
四、实验步骤
1.仪器调整
调节仪器底座上的三只调平手轮,将水泡调平。由于底座空间较小,调手轮时如将手心向上,用中指和无名指夹住手轮调节较为方便。
喷雾器内的油不可装得太满,否则会喷出很多“油”而不是“油雾”,堵塞上电极的落油孔。每次实验完毕应及时揩擦上极板及油雾室内的积油!
喷油时喷雾器的喷头不要深入喷油孔内,防止大颗粒油滴堵塞落油孔。
3.正式测量
用平衡测量法、动态测量法和同一油滴改变电荷法(第三种方法所用的射线源用户自备)。 如采用平衡法测量,可将已调平衡的油滴用控制移到“起跑”线上,按K3(计时/停),让计时器停止计时,然后将拨向“0V”,油滴开始匀速下降的同时,计时器开始计时。到“终点”时迅速将拨向“平衡”,油滴立即静止,计时也立即停止。动态法是分别测出加电压时油滴上升的速度和不加电压时油滴下落的速度,代入相应公式,求出e值。油滴的运动距离一般取1mm~1.5mm。对某颗油滴重复5~10次测量,选择10~20颗油滴,求得电子电荷的平均值e。在每次测量时都要检查和调整平衡电压,以减小偶然误差和因油滴挥发而使平衡电压发生变化。

大学密立根油滴实验报告

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

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

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

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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基础物理实验研究性报告
密立根油滴实验
2015年5月23日
摘要: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。

关键词:带电油滴、不连续性、修正常数、动态平衡法则
1. 实验重点
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
实验专题 密立根油滴实验
第一作者 学

第二作者 学号
院系名称 交通科学与工程学院
性,并测定基本电荷值
② 通过对仪器的调整、油滴的选定、跟踪和测量以及数据的处理,培养学生严谨的科学态度和实验方法 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? 仪器介绍
实验仪器:油滴盒、CCD 电视显微镜、电路箱、监视器。

1.油滴盒
油滴盒是用精加工的平板垫在胶木园环上,在上电极板中心有一个0.4mm 的油雾落入孔,在胶木园环上开有显微镜观察孔和照明孔。

在油滴盒外套上有防
风罩,罩上放置一个可取下的油雾杯,杯底中心有一个落油孔及一个档片,用
8上盖
1油 2关 3 4上
5
6
7

来开关落油孔。

在上电极板上方有一个可以左右拨动的压簧,注意,只有将压簧拨向最边位置,方可取出上极板!为的是保证压簧与电极始终接触良好。

2.电路箱
电路箱体内装有高压产生、测量显示等电路。

底部装有三只调平手轮,面板结构见图4。

由测量显示电路产生的电子分划板刻度,与CCD摄像头的行扫描严格同步,相当于刻度线是做在CCD器件上的,所以,尽管监视器有大小,或监视器本身有非线性失真,但刻度值是不会变的。

1.电源线
2.指示灯 5.调平水泡
3.电源开关
4.视频电缆
图4
实验内容
1准备工作
①将OM99面板上最左边带有Q9插头的电缆线接至监视器后背下部的插座上,然后接上电源即可开始工作。

注意,一定要插紧,保证接触良好,否则图象紊乱或只有一些长条纹。

②调节仪器底座上的三只调平手轮,将水泡调平。

由于底座空间较小,调手轮时应将手心向上,用中指和无名指夹住手轮调节较为方便。

③照明光路不需调整。

CCD显微镜对焦也不需用调焦针插在平行电极孔中来调节,只需将显微镜筒前端和底座前端对齐,然后喷油后再稍稍前后微调即可。

在使用中,前后调焦范围不要过大,取前后调焦1mm内的油滴较好。

2.开机使用
①打开监视器和OM99油滴仪的电源,5秒后自动进入测量状态,显示出标准分划板刻度线及v值、s值。

开机后如想直接进入测量状态,按一下“计时/停”按扭即可。

如开机后屏幕上的字很乱或字重叠,先关掉油滴仪的电源,过一会再开机即可。

②面板上K
1
用来选择平行电极上极板的极性,实验中置于+位或-位置均
可,一般不常变动。

使用最频繁的是K
2和W及“计时/停”(K
3
)。

③监视器门前有一小盒,压一下小盒盒盖就可打开,内有4个调节旋钮。

对比度一般置于较大(顺时针旋到底或稍退回一些),亮度不要太亮。

如发现刻度线上下抖动,这是“帧抖”,微调左边起第二只旋钮即可解决。

3.正式测量
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10个不同的油滴,每个油滴的测量次数应在5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。

极板平面是否水平决定了油滴在下落或提升过程中是否发生前后、左右的漂移。

②喷雾器调整
将少量钟表油缓慢的倒入喷雾器的储油腔内,使钟表油湮没提油管下方,油不要太多,以免实验过程中不慎将油倾倒至油滴盒内堵塞落油孔。

将喷雾器竖起,用手挤压气囊,使得提油管内充满钟表油。

③仪器硬件接口连接
主机接线:电源线接交流 220V/50Hz;Q9视频输出接监视器视频输入(IN)。

监视器:输入阻抗开关拨至75 (ohm),Q9视频线缆接IN输入插座。

电源线接220V/50Hz交流电压。

前面板调整旋钮自左至右依次为左右调整、上下调整、亮度调整、对比度调整。

④实验仪联机使用
打开实验仪电源及监视器电源,监视器出现欢迎界面
a.按任意键:监视器出现参数设置界面,首先,设置实验方法,然后根据该地的环境适当设置重力加速度、油密度、大气压强、油滴下落距离。

“←”表示左移键、“→”表示为右移键、“+”表示数据设置键。

b.按确认键出现实验界面:将工作状态切换至“工作”,红色指示灯亮,将平衡、提升按键设置为“平衡”。

⑤ CCD成像系统调整
从喷雾口喷入油雾,此时监视器上应该出现大量运动油滴的像。

若没有看到油滴的像,则需调整调焦旋钮或检查喷雾器是否有油雾喷出,直至得到油滴清晰的图像。

⑥控制油滴的运动
选择适当的油滴,调整平衡电压,使油滴平衡在某一格线上,将工作状态按键切换至“0 V”,绿色指示灯点亮,此时上下极板同时接地,电场力为零,油滴将在重力、浮力及空气阻力的作用下作下落运动,当由滴下落到有0标记的刻度线时,立刻按下定时开始键,同时计时器开始记录油滴下落的时间;待油滴下落至有距离标志的格线时,立即按下定时结束键,同时记时
器停止记时。

经历一小段时间后0V、工作按键自动切换至“工作”(平衡、提升按键处于“平衡”),此时油滴将停止下落,可以通过确认键将此次测量数据记录到屏幕上。

将工作状态按键切换至“工作”,红色指示灯点亮,此时仪器根据平衡或提升状态分两种情形:若置于“平衡”,则可以通过平衡电压调节旋钮调整平衡电压;若置于“提升”,则极板电压将在原平衡电压的基础上再增加200V的电压,用来向上提升油滴。

⑤选择适当的油滴
要作好油滴实验,所选的油滴体积要适中,大的油滴虽然明亮,但一般带的电荷多,下降或提升太快,不容易测准确。

太小则受布朗运动的影响明显,测量时涨落较大,也不容易测准确。

因此应该选择质量适中而带电不多的油滴。

建议选择平衡电压在150-400V之间、下落时间在20S(当下落距离为2mm时)左右的油滴进行测量。

平衡测量法:
①开启电源,进入实验界面将工作状态按键切换至“工作”,红色指示灯点亮;将平衡、提升按键置于“平衡”。

②通过喷雾口向油滴盒内喷入油雾,此时监视器上将出现大量运动的油滴。

选取适当的油滴,仔细调整平衡电压,使其平衡在某一起始格线上(见后面平衡法示意图)。

③将工作状态按键切换至“0V”,此时油滴开始下落,当油滴下落到有“0”标记的格线时,立即按下定时开始键,同时计时器启动,开始记录油滴的下落时间。

④当油滴下落至第七格线时,立即按下定时结束键,同时记时器停止记时(如无人为干预,经过一小段时间后,工作状态按键自动切换至“工作”,油滴将停止移动),此时可以通过确认按键将测量结果记录在屏幕上。

⑤将平衡、提升按键置于“提升”,油滴将被向上提升,当回到高于有“0”
标记格线时,将平衡、提升键置回平衡状态,使其静止。

⑥重新调整平衡电压,重复③④⑤,并将数据记录到屏幕上(平衡电压V 及下落时间t)。

当达到5次记录后,按确认键,界面的左面出现实验结果。

⑦重复②③④⑤⑥步,测出油滴的平均电荷量
至少测10个油滴,并根据所测得的平均电荷量Q求出它们的最大公约数,即为基本电荷e值(需要足够的数据统计量)。

根据e的理论值,计算出e的相对误差。

实验方法可选用平衡测量法(静态法)、动态测量法和同一油滴改变电荷法(第三种方法要用到汞灯,选做)。

附录
1.油的密度温度变化表
OM99 CCD微机密立根油滴选用上海产中华牌701型钟表油,其密度随温度的变化如下表:
2.喷雾器使用说明
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2-3毫米高已足够,千万不可高于喷管上口;② 喷雾器的喷雾出口比较脆弱,一般将其置于油滴仪的油雾杯圆孔外1-2毫米即可,不必伸入油雾杯内喷油;③ 如果喷雾器里还有剩余的油,不用时请将喷雾器立置(例如放在杯子里),否则油会泄漏至实验台上④ 每学期结束后,将喷雾器里剩余的油倒出,空捏几次,以清空喷雾器;




灌。

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