实验十九密立根油滴
密立根油滴实验步骤及注意事项
密立根油滴实验步骤及注意事项实验步骤：1.准备工作：将实验室的温度、湿度等环境因素控制在稳定的范围内，确保实验的准确性。
2.准备实验装置：将实验仪器组装好，主要包括一个加热器、一个精确的密度计、一台显微镜和一台高压稳压电源。
3.准备实验样品：将一滴精细的油滴滴在一个测量盘上，注意要使用纯度较高的油，如硅油，以减小其他因素对实验结果的影响。
4.加热油滴：用加热器对测量盘进行加热，使油滴蒸发，直至油滴表面不再明显晃动。
5.设置电场：将高压稳压电源连接到测量盘上，在测量盘上产生一个均匀电场。
可以通过调节电压以及电极间距来改变电场强度。
6.观察油滴的运动：用显微镜观察油滴在电场中的运动轨迹，记录其运动轨迹的变化。
可以通过放大器对油滴进行放大观察，以提高测量的精确度。
7.测量：根据油滴在电场中的运动轨迹，通过计算油滴的质量、电场强度等参数，得到电子的电荷量。
注意事项：1.实验环境要保持稳定，因为温度、湿度等因素会对实验结果产生较大的影响，因此要尽量在恒温恒湿的实验室条件下进行。
2.实验仪器的准确性要求较高，特别是显微镜和高压稳压电源。
确保实验所使用的仪器仪表的准确性和可靠性。
3.油滴要尽量选择纯度较高的油，以减小油滴表面的污染对实验结果的影响。
4.在加热油滴时，要适当控制加热的时间和温度，以免过度加热导致油滴破裂或油滴表面的蒸发速度过快。
5.在观察油滴的运动时，要注意尽量减小外界的振动和干扰，使实验结果更加准确可靠。
6.在测量过程中，要严格按照实验仪器的使用说明进行操作，确保实验操作的准确性。
7.进行数据处理时，要充分考虑各种因素对实验结果的影响，进行适当的误差分析和数据处理，得出最终的实验结果。
密立根油滴实验通过测量油滴在电场中的运动来测定电子的电荷量，为电子学、原子物理学的重要实验之一、实验步骤要严格按照规定进行，注意实验环境的稳定性和实验仪器的准确性，同时还要注意对油滴进行合适的加热和观察处理，以确保实验结果的准确性和可靠性。
密立根油滴实验报告实验原理
密立根油滴实验报告实验原理密立根油滴实验是由罗伯特·密立根于1909年发现的一种精确测定电荷基本单位——电子电荷的实验方法。
该实验基于油滴的静电平衡原理，通过测量油滴在电场中受到的力以及油滴自身的质量，可以计算出电子电荷的数值。
实验装置主要包括实验箱、雾化器、照明系统、电源系统和显微镜等。
首先，在实验箱中产生一个均匀的电场，电源系统提供所需的电压。
然后，通过雾化器将精细的油滴喷雾入实验箱中。
在照明系统的照射下，可以观察到油滴在显微镜下的运动轨迹。
实验开始时，关闭电压，调整雾化器使油滴悬浮在空气中。
接下来，逐渐加大电压，使油滴受到电场力的作用而开始运动。
在油滴稳定后，通过调节电压，使电场力与重力平衡，即油滴不再上升或下降。
此时，可以通过调整电压观察到油滴的静止状态。
在实验过程中，测量油滴静止时的电压，即为电场力大小。
通过油滴质量的测量以及已知重力加速度，可以计算出油滴受到的重力，从而得到电场力。
根据库仑定律，电场力与电荷的大小成正比，因此可以根据电场力计算出油滴上带有的电荷量。
通过将油滴上带有的电荷量与电子电荷的比较，可以计算出电子电荷。
实验中有几个需要注意的要点。
首先，雾化器喷出的油滴必须足够小，这样才能达到精确测量的目的。
其次，测量过程中要保持实验环境的稳定，避免外界因素的干扰。
同时，在测量油滴质量时，应注意线性间隔刻度的准确读数，避免测量误差的存在。
密立根油滴实验的实验原理可简单总结为：通过观察和测量油滴在电场中的平衡状态，利用电场力与重力平衡的条件，可以计算出油滴上带有的电荷量。
而通过比较这个电荷量与电子电荷的比值，可以得到电子电荷的数值，从而实现对电子电荷基本单位的测量。
这一实验方法的发现对于理解原子结构和电磁力学的发展具有重要意义，为后续科学研究提供了重要的实验依据。
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
密立根油滴实验是一种测定液体的表面张力的实验方法，可以测量出液体的表面性质，比如液体的表观密度、温度、粘度等物理性质。
它是用剪刀剪电解质溶液后，在表面均匀
滴上密立根油，测定密立根油的滴实大小，以此推测出液体的表面张力。
本次实验是在实验操作室条件下，以多种不同浓度的电解质溶液为原料，用常规的电
解质溶液配制环境，以相同的容积在不同的溶液中滴加相同量的密立根油，并观察油滴的
实体大小，从而对溶液的表面张力进行测定。
实验操作具体过程如下：
1.准备实验操作室：在实验室中测量容积，清洁实验台、实验桌面、滴管；
2.量取各物质：测量各种电解质溶液和密立根油；
3.制备溶液：以规定的容积在不同浓度的电解质溶液中，通过搅拌制备密立根油实验
溶液；
4.滴加密立根油：以相同的程度滴加相同量的密立根油；
5.观察油滴大小：用测角仪观察每个溶液中密立根油的滴实大小；
6.记录实验数据：测量完所有实验结果并记录实验数据；
7.处理实验数据：处理实验数据，用平均值、分布等方法进行数据分析；
8.得出以上的实验结果，得出每个溶液的表面张力。
本次实验主要结果如下：不同浓度电解质溶液的表面张力值与其浓度存在正相关的关系，随着电解质溶液的浓度的增加，溶液的表面张力也在增大。
实验基本符合理论预期结果，说明密立根油滴实验有其一定的可行性。
大学物理实验-密立根油滴试验
一、实验目的1．用CCD微机密立根油滴仪是验证电荷的不连续性及测量基本电荷的电量的物理实验仪器。
2．学习了解CCD图像传感器的原理及应用、学习电视显微测量方法。
二、实验仪器及结构仪器主要由油滴盒、CCD电视显微镜、电路箱、监视器等组成。
油滴盒是个重要部件，从图一上可以看到，上下电极直接用精加工的平板垫在胶木圆环上，这样极板间的不平衡度、极板间的间距误差都可以控制在0.01mm以下。
在上极板中间有一个0.4mm的油滴落入孔，在胶木圆环上开有显微镜观察孔和照明孔。
油滴盒外罩有防风罩，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挡片，用来开关落油孔。
在上电极上放有一个可以左右拨动的压簧，注意，只有将压簧拨到最边位置，方可取出上极板。
照明灯安装在照明座中间位置，采用了带聚光的半导体发光器件。
图一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，面板结构见图二。
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。
图二⨯结构，垂直线视场为2mm，分8格，每格OM98/OM99油滴仪的标准分划板是83值为0.25mm。
在面板上有两只控制平行极板电压的三档开关，K1控制上极板电压极性，K2控制极板上电压的大小。
当K2处于中间位置，即“平衡”档时，可用电位器调节平衡电压。
打向“提升”档时，自动在平衡电压的基础上增加200~300V的提升电压，打向“0V”档时，极板上电压为0V。
为了提高测量精度，OM98/OM99油滴仪将K2的“平衡”、“0V”档与计时器的“计时/停”联动。
在K2由“平衡”打向“0V”时，油滴开始匀速下落的同时开始计时，油滴下落到预定距离时，迅速将K2由“0V”档打向平衡档，油滴停止下落的同时停止计时。
这样，在屏幕上显示的是油滴实际的运动距离及对应的时间，提供了修正参数。
这样可提高测距、测时精度。
根据不同的教学要求，也可以不联动。
密立根油滴实验大学物理实验
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t
3 2
1 V
(2) 数据表格
油 滴编 号
平衡电压 (V)
V1 V2 V3 V4 V5
平 均 电 压
油滴匀速下降时间 (s)
t1 t2 t3 t4 t5
平 均
时 间
基本
[q/e] 电荷 量 (c)
1
2
3
(1) 将油滴仪的换向开关K1放在“+”或“-”上，功 能键K2置于“平衡”档，观察几颗缓慢运动的油 滴，并注视其中的某一颗，微调显微镜，使该油 滴很清楚，在80~300V之间仔细调节平衡电压使 这颗油滴静止不动。 (2) 分别将K2开关置于“提升”或“0V”，观察到 该油滴能够上、下自如运动，然后将其移动在屏 幕上某刻度线上，将K2置于“平衡”档， 使之保 持平衡。
密立根油滴实验
1907-1913年密立根用在电场和重力场 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。
密立根油滴实验获得两项重大的成果：
一是证明了任何带电物体所带的电荷都 是基本电荷e的整数倍，并精确测出了基本 电荷的数值；
二是明确了电荷的不连续性，即电荷具 有量子性。
油滴下降一段距离达到某一速度收尾速度后黏滞阻力和重力会平衡空气浮力忽略不计油滴将匀速下14电场不存在受力图两平行极板间不加电压时即电场不存在时frmgmg16考虑到油滴半径小到106米时其半径与空气中分子的平均自由程可以比拟空气不能被认为是连续介质空气的黏滞系数应做如下修正pb822103mpap为大气压强单位是paa为未修正过的油滴半径
正式测量
(3) 对于同一颗油滴，必须重复测量5次。 (4) 另选4颗不同的油滴，用同样的方法进行
密立根油滴实验讲义
密立根油滴实验讲义实验十九密里根油滴法测电子电量电子电荷是一个重要的基本物理量，对它的准确测定有很大的意义。
1883年由法拉第电解定律发现了电荷的不连续结构；1897年J J 汤姆逊通过对阴极射线的研究，测量了电子的荷质比，从实验上发现了电子的存在；而用个别粒子所带的电荷的方法来直接证明电荷的分立性，以及首先准确测定电子电荷的数值，则是由密立根（R ．A ．Millikan ）首先完成的。
从1906年起，他通过对在电场和重力场中运动的带电油滴进行测量，经过11年的努力，对实验做了多次重大的改进，终于以上千个油滴的确凿实验数据，不可置疑的证明了电荷的颗粒性，即任何电量都是某一基本电荷e 的整数倍，这个基本电荷值就是一个电子所带的电荷（e=1.602×10-19C ），密里根因为在测出电子电荷及其他方面的贡献，荣获了1923年度的诺贝尔物理奖。
密立根油滴实验是一个著名而有启发性的实验，它的实验原理清楚，设计思想巧妙，实验设备简单，结果准确。
尤其是它的设计思想很值得大家思考和学习。
本实验的目的就是利用密立根油滴实验仪验证电荷的不连续性，并求出电子所带的电量。
在实验中，通过对油滴认真选择，耐心跟踪和测量，培养一丝不苟的科学实验方法和态度。
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，并测定电子的电荷值e ；2、通过对仪器的调整，油滴的选择、跟踪、测量及数据的处理等，培养学生科学的实验方法和态度。
二、实验原理一个质量为m ，带电量为q 的油滴处在一个水平放置的平行板电容器内，当平行板未加电压时，油滴将受到三个力的作用，分别是重力、空气的浮力和与运动方向相反的粘滞阻力作用，在下落一段距离后，油滴最终将做匀速下降，此时重力、空气浮力和粘滞阻力达到平衡，如图19-1所示，设此时油滴的下落速度为v x ，根据斯托克斯定律，粘滞阻力为π6=n f x v r η (1)空气浮力为σ=ffgV (2)式中r 是油滴的半径，η是空气的粘滞系数，σ是空气密度，V 是油滴体积。
密立根油滴实验原理
密立根油滴实验原理
1、密立根油滴实验的原理是可以通过分析油滴的平衡状态，利用库仑定律测量电荷量的实验。
2、当X射线照射到空气中的汞滴时，将导致汞原子失去电子形成汞离子。
然后，汞离子在电场中受到一个向上的电场力（由于电子在X射线照射下的运动，带来的速度和角度变化），而油滴自身的重力则会使它在竖直方向上受到一个向下的重力。
当这两个力的大小相等时，油滴就处于平衡状态。
3、由于电场力和重力恰好相等，可以将两个力所对应的表达式相互等量。
利用电量等于电荷电子数目的公式，可以计算出电子所带的最小电荷（e），这样就可以精确地测量出电子的电荷量。
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实验十九密立根油滴实验授课班级：教学课次：授课时间:授课地点：物理实验中心（3S311）授课形式：预习讲授和指导授课要点：理解密立根油滴实验的设计思想、实验方法，测定油滴的带电量，并推算基本电荷值e的大小时间分配：讲授25分钟，学生熟悉仪器等20分钟实验十九 密立根油滴美国实验物理学家密立根于1909年设计并完成了密立根油滴实验，该实验证明了电荷的不连续性，任何带电体所带的电荷都是某一最小电荷的整数倍，精确测定了这一基本电荷的数值e=（±）×10-19c 。
密立根油滴实验构思巧妙，实验方法简单，可得到精确和稳定的实验结果，是近代物理学史上一个十分重要的实验。
[实验目的]1、正确理解密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧2、测定油滴的带电量，并推算基本电荷值e 的大小。
[实验原理] 密立根油滴实验主要是测定油滴的带电量，本实验采用平衡测量法来测定油滴所带的电量。
该法使带电油滴在电场中受到电场力的作用，正好与油滴的重力相抵消而达到平衡，据此可以测定该油滴所带的电量。
当油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，极小的油滴由于摩擦均已带电。
油滴在平行极板间受重力mg 和静电力d U q 作用。
若适当选择电压极性并调节两极板间电压U 的大小，可使两个力达到平衡，即dU q mg = （4-35-1） 由于U 、d 、g 均为已知量，只需测出油滴质量m ，便可求出油滴所带电量q 。
由于油滴质量m 很小，常规的方法难以测定，需用特殊方法来间接测定。
平行极板不加电压U 时，油滴受重力而加速下落，但空气黏滞所引起的阻力与速度成正比，经过一小段距离到达某一速度v 后，重力与阻力平衡，油滴将匀速下落。
由斯托克斯定律知：mg av f r ==πη6 （4-35-2）式中，η为空气的黏度系数，a 为油滴半径，数量级为m 610-（由于表面张力的原因，油滴一般为小球形）。
油滴质量为ρπ334a m = （4-35-3） 合并式（4-35-2）和式（4-35-3），得油滴半径为gv a ρη29= （4-35-4） 对于半径小到m 610-的小球，油滴半径接近于空气中气隙的大小，空气介质不能再认为是均匀、连续的，对斯氏定律予以修正，η修正为η'，即pa b +='1ηη （4-35-5）式中，常量cmHg m b ⋅⨯=-61017.6；p 为大气压强，单位为cmHg 。
当极板间电压0=U 时，油滴匀速下降速度tl v = 综上各式，则油滴所带电量q 为：Ud pa b t l g q 23])1([218+=ηρπ（4-35-7） 其中，gtl a ρη29= （4-35-8） 因此，欲测定某一油滴的带电量q ，只需测平衡电压U 、匀速下落距离l 和所用时间t 即可。
由实验可以发现，若改变油滴所带电量q ，使油滴达到平衡的电压是某些特定的值n U ，它们都满足下列方程nU d mg ne q == 式中，⋅⋅⋅⋅⋅⋅=,2,1n ，而e 则是一个不变的值。
这就证明了电荷的不连续性，并存在最小的电荷单位，即基本电荷值e 。
于是式（4-35-7）可写为nU d pa b t l g ne q 23])1([218+==ηρπ（4-35-9） 上式是本实验的理论公式。
[实验仪器]本实验采用M99CCD 微机密立根油滴仪。
油滴盒是由两块平行电极板（上、下电极板）中间垫以胶木圆环组成的。
油滴盒放在有机玻璃防风罩中，罩上放置有一个可取下的油雾杯，杯底中心有一个落油孔和一个档片，此档片是用来开关落油孔。
上电极板中央有一个直径为mm 4.0的小孔，油滴从油雾杯经落油孔进入小孔，进入上、下电极板之间。
油滴盒防风罩前装有测量显微镜，通过胶木圆环上的观察孔观察平行极板间的油滴。
油滴盒可用调平螺丝调节水平，并由水准泡进行检查。
本仪器备有两种标准分划板A 、B 。
分划板A 是8×3结构，垂直线视场为2mm ，分8格，每格为0.25mm 。
分划板B 在x 、y 方向各为15小格，每格为0.08mm 。
若要换分划板B ，可按住“记时/停”按钮大于5秒即可切换分划版。
1K 控制极板电压极性，2K 控制极板上电压大小。
当2K 处于中间“平衡”位置时，可用电位器调节平衡电压。
2K 处于“提升”位置时，自动可在平衡电压基础上增加200～300V 的提升电压。
2K 处于“0V ”位置时，极板电压为0。
[实验内容]1、仪器的调试调节油滴仪底座下的3个螺钉，使水准仪气泡处于中央，这时两极板处于水平位置。
CCD显微镜的焦距调整，只需将显微镜前端和底座前端对齐，待喷油后可通过观察油滴清晰度稍稍微调即可。
面板上1K 用来选择平行板电极的极性，置于+或-均可。
实验时接通油滴仪和监视器电源开关，仪器自动进入测量状态，屏幕上显示出标准分划刻度线及V 、S 值。
监视器的图像质量可以通过调节面板内4个调节旋钮来达到。
2、测量练习正式测量前必须先进行测量练习，主要是练习选择合适的油滴，练习测量油滴运动时间和控制油滴运动。
首先要选择合适的油滴，选择一个大小适当，带电量适中的油滴是本实验的关键一环。
一般选择目视直径在～1mm 左右的油滴较适宜。
用喷雾器将油滴从喷雾口喷入（喷一下即可），微调调焦手轮，即可看见大量的小油滴从上极板落下。
2K 置“平衡”位置，调节两极板间平衡电压为200V ～300V ，可见到多数油滴很快升降而消失。
选择一个因加平衡电压而运动缓慢并且较为清晰明亮的油滴。
用2K 将选中的油滴移至某条刻度线上，仔细调节平衡电压，经仔细观察油滴不再移动才能确定是平衡了。
测量油滴上升或下降所需时间时，要统一油滴到达刻度线某一位置。
3、正式测量实验过程中要测量的物理量有两个：平衡电压U 以及未加电压时油滴匀速下降l 的距离时所需的时间t 。
①平衡电压U 的测量：将选择好的油滴置于分划板上某条横线附近，仔细调节平衡电压的大小、使油滴达到平衡，此时的电压值即为要测量的平衡电压。
②运动时间t 的测量：为减少误差，选定油滴下降的距离l 应在平行极板的中间部分，取l =1.5mm 较适宜,即上下各空一格。
将已调平衡的油滴用2K 控制移到“起跑线”上，按3K 记时器停止计时，再将2K 拨向“0V ”，油滴开始匀速下降，计时器同时开始计时。
待油滴到“终点”时迅速将2K 拨向“平衡”位置，油滴立即停止，计时器也停止计时。
对选中的某颗油滴进行3次测量，每次测量都要重新调整平衡电压，若油滴逐渐变得模糊只要微调显微镜即可使其清晰。
用同样的方法选择5颗油滴进行测量，最后求出电子电荷的平均值e 。
[数据处理]（1）将n U 和t 代入式（4-35-9），计算出各油滴所带电量q 。
参数：油滴密度：3981-⋅=m kg ρ 重力加速度：280.9-⋅=s m g空气粘滞系数：s Pa ⋅⨯=-51083.1η 油滴匀速下降距离：m l 31050.1-⨯=修正常数：pa m b ⋅⨯=-31022.8 大气压强：Pa P 51001.1⨯=两平行板距离：m d 31000.5-⨯=则电量为：Ut t q 1)]02.01([1043.12/314+⨯=- （2）用标准电子电荷0e 去除各个i q ，并取整，这个整数就是油滴所带的基本电荷的倍数n ，然后计算i i i n q e =，最后求出∑==ki i e k e 11，并求出相对误差10000⨯-=e e e E ％。
本实验可选择5个油滴，每个油滴测量3次，记录实验所测数据。
本实验的数据处理可由计算机处理，数据处理软件ΦMWIN 与油滴仪配套提供。
只要将实验数据输入，经处理生成实验报告，然后打印输出实验结果。
ΦMWIN 处理软件另见使用说明。
附密立根油滴软件计算结果内容：OM98密立根油滴实验报告姓名: 学号: 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 26 89 %第2次测量数据 26 88 %第3次测量数据 26 89 %第1粒油滴结果 88 %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 104 20 %第2次测量数据 104 20 %第3次测量数据 104 19 %第2粒油滴结果 19 %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 16 34 %第2次测量数据 16 34 %第3次测量数据 16 36 %第3粒油滴结果 34 %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 139 26 %第2次测量数据 139 26 %第3次测量数据 139 26 %第4粒油滴结果 26 %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次测量数据 48 37 %第2次测量数据 48 37 %第3次测量数据 48 38 %第5粒油滴结果 37 %本次实验最终结果: e= 误差=%。