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。
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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。
二、实验原理：一、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。
图1如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：dV q 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g ν后，阻力r f 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 f g r ==ηπ6 (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：pab v a f g r +=16ηπ (3) 其中b 是修正常数， b=×10-6m ·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。
图2至于油滴匀速下降的速度g v ，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gg t l v = (4) 最后得到理论公式：V d pa b t l g q g 23)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。
由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ 后，空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。
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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) 。
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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。
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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。
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。
密立根油滴实验实验报告
密立根油滴实验实验报告密立根油滴实验是由经典物理学家罗伯特·密立根在1910年提出的重要实验之一，为测定电子电荷的大小提供了一种有效的方法。
在此次实验中，密立根通过测量油滴在电场中受到的电荷大小以及电场强度，计算出电子的电荷数量，并成功地证明了电子带负电的事实。
本文将介绍密立根油滴实验的原理、实验过程以及实验结果。
实验原理密立根油滴实验基于电场的相互作用原理，用静电力作用于油滴上，通过测量油滴的运动，可以算出油滴携带的电荷。
电荷量的测定是通过电场力和重力平衡来实现的。
当油滴在电场中受到的电场力与恒定重力相平衡时，油滴处于静止状态。
由此可以得到油滴所带电荷量的精确值。
实验过程实验前，首先需要用手动喷雾器将油形成细小的油滴，并放置在容器顶部。
接下来，在容器中注入一个含有精细测量器的电场，可以调整电场的大小和方向。
在实验中，观察油滴在电场中的行为，如电荷移动等。
测量电场力与重力之间的平衡，可以计算油滴携带的电荷量。
实验结果密立根通过重复实验，测定了大量油滴的电荷量，并且将这些实验数据用于计算电子的电荷量。
最终结果表明，电子带有负电荷，电子电荷的大小为1.602 × 10^-19库仑。
这一发现对于当时的物理学家而言，是颠覆性的。
因为在此之前，对跟踪微观粒子特征的能力十分有限。
实验结果的精确度已经让人惊讶，因为它已经与今天我们获得的电子电荷数量保持一致了。
结论密立根油滴实验是一次开创性的实验，揭示了电子带有负电荷的本质。
这项实验发现的结果对于当时的物理学家来说是一件颠覆性的事情。
以后的科学研究将依据这个重大发现进行，不仅对物理学领域产生了巨大的影响，还为我们理解和应用电子学奠定了基础。
即使在当今移动设备和计算机的科技世界中，密立根油滴实验仍然是经典物理实验的代表之一。
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。
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密立根油滴实验报告
山东英才职业技术学院实验报告大学物理实验课程2009 年3 月16 日机械学院系本科一班姓名学号同组
人姓名实验题目密立根油滴实验测电子电量成绩一、实验目的1、验证电荷的不连续性2、测定电子电量。
二、实验仪器用具计算机及其仿真软件三、实验原理1、设两个极板之间不加电压当重力和空气阻力达到平衡时油滴将做
匀速下降如图所示。
设其速度为gv则有gvrgr6343 1 2、当极板两端加上合适的电压为1U时使油滴处于静止状态则有03413dUqgr 2 由1式和2式联立即可测得油滴的电量为ggtlv/ gtUldqg2182/312/32/3 3 3、粘滞系数的修正由于油滴小不能视为连续介质gtlgpb231 4 式中b为常数p为大气压强将4式代入3式则有
2/312/32142/312/32/32/31110960.1110430.111231218ggggtUtt Utlgpbgldq 5 四、实验内容一启动软件双击桌面“大学物理仿真实验”软件图标→在菜单上单击“油滴实验”按钮→单击
窗口中的“开始实验”图标。
二仪器调节1�6�1�6�1图Ud 1调平仪器按照要求调节调平螺丝使气泡处于气室中央。
2、调焦显微镜用左键和右键在调焦窗口中单击调焦齿轮使右
边窗口中金属丝的像清晰可见。
三实验内容及步骤1、单击电压表进入实验状态→单击电源开关接通电源→单击油
滴盒弹出观察窗口2、在显微镜视野中选择1号油滴调节平衡电压至216V时油滴静止。
依次测得它通过距离为l时所
用有时间分别为0.740s、7.40s、7.46s、7.43s。
计算结果如下1计算得到平均时间stg423.7 2将平均时间和平衡电压代入5式计算油滴所带电量为
10028.3423.72161423.710960.1110430.1182/32/3214Cq 3基本电荷数0.19925.181060.110028.31918理论eqn取整4电子电量的测量值10599.1103.0281918Cnnqe测5电子电量的相对误差063.060.160.1599.1/191919标标测eeeE 3、再选择不同的2号和3号油滴分别测得平衡电压和时间如表。
4、10599.13119Ceei测测5、相对误差063.0602.1602.1599.1/标标测eeeE 数据记录表格油滴序号油滴运行时间 1 2 3 测
e 平衡电压V 216 290 230 1gts 7.40 7.46 7.28 2gts 7.40 7.31
7.50 3gts 7.46 7.37 7.46 4gts 7.43 7.37 7.48 gts 7.423 7.378 7.430 油滴电量Cq 1810028.3 1810276.2 1810839.2 基本电荷数标eqn/ 19.0 14.0 18.0 测量值nqe/测1910594.1 1910626.1 1910578.1 1910599.1 相对误差标标测eeeE/ 063.0 基本常数重力加速度2/80.9smg油滴密度20/9813Ctmkg大气压强cmHgp0.76 常数cmHgmb61017.6油滴匀速下降距离mml00.2平行极板间距mmd00.5 空气粘滞系数
20/10832.15Ctsmkg电子电量Ce191060.1标。