实验报告---密立根油滴实验
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。
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rv 匀速上升,则有 12()fqE m m g Kv =-+ (2)g m 2f Kv gm 1qEg m 2r Kv gm 1由式(1)和(2)消去K ,可解出q 为12()()f r fm m g q 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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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 f
m m g
q 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=
-3
4
21g 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。
极板平
g
m 2f
Kv g
m 1图1 重力场中油滴受力示意图
qE
g
m 2r Kv g
m 1图2电场中油滴受力示意图
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
a.打开实验仪电源及监视器电源,监视器出现欢迎界面
b.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。
c.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(例如)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当油滴下落至有距离标记的格线时(例如:),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5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。
数据记录:单位×10-19C
六、数据处理:
验证实验数据:假定电子的电荷e=×10-19C
N1=Q1/e=≈2
N2=Q2/e=≈3
N3=Q3/e=≈2
N4=Q4/e=≈5
N5=Q5/e=≈2
分别用每个油滴所带的电量Q除以其所含有的电子个数并求其平均值
e测=(2+3+2+5+2)×10-19/5
=×10-19C
七、实验结果:
e测=×10-19C
A=
生物医药创新班张凯翔
学号 82。