密立根油滴实验动态法计算代码
密立根油滴实验数据处理
一、静态法测量
静态法油滴1
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
214
6
%
第2次测量数据
214
6
%
第3次测量数据
214
6
%
第4次测量数据
214
6
%
第5次测量数据
214
6
%
第6次测量数据
214
6
%
第7次测量数据
214
6
%
第1粒油滴结果
214
6
%
静态法油滴2
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
131
18
%
第2次测量数据
131
18
%
第3次测量数据
131
18
%
第4次测量数据
131
18
%
第5次测量数据
131
18
%
第6次测量数据
131
18
%
第7次测量数据
131
18
%
第2粒油滴结果
131
18
%
静态法油滴3
第3粒油滴数据
电压(v)
201
13
%
第2次测量数据
201
13
%
第3次测量数据
201
12
%
第4次测量数据
201
12
%
第5次测量数据
201
12
%
第6次测量数据
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验——电子电荷的测量【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。
【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。
如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：dVqqE 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 gr +=16ηπ (3) 其中b 是修正常数， b=6.17×10-6m ·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。
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 lv =(4) 最后得到理论公式：V d pa b t lg 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。
实验十九 密立根油滴
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=（1.60±0.002）×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dU 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d U 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 。
密立根油滴实验报告
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者： 别如克*密立根油滴实验——电子电荷的测量【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。
【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。
如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：dVqqE 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 gr +=16ηπ (3) 其中b 是修正常数， b=6.17×10-6m ·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。
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 lv =(4) 最后得到理论公式：V d pa b t lg 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。
密立根油滴实验 数据分析
下降时间
28.91 29.09 27.55 29.38 29.07 28.8 10.36 10.54 10.49 10.4 10.46 10.45 12.11 12.41 12.6 12.81 12.6 12.506 7.44
7.5 7.48 7.48 7.54 7.488
提升电压
395 366 393 392 360 381.2 380 353 348 379 353 362.6 520 513 513 520 518 516.8 360 361 360 360 360 360.2
上升时间
23.91 23.51 23.36 22.88 23.76 23.484 8.36 8.29
8.3 8.41 8.4 8.352 19.5 19.47 19.6 19.47 19.17 19.442 6.16 6.2 6.1 6.15 6.01 6.124
二、计算
低精度下，油滴半径：
9
.
2
高精度下，油滴半径由下式确定：
答：油滴的体积和带电量、带电正负。因为油滴太大，所带电荷可能也很多，下降或上升均很快，测量 误差大，而且挥发面积大，油滴大小容易发生变化，加剧测量误差；太小则受布朗运动的影响明显。带 电正负则在启动电场后很容易判断出来，不合适的电荷会加速降落。
2、 从实验中测定的是油滴所带电量，为什么能算出电子电量？ 答：因为存在单位电荷（假设电荷量子化成立），所以得出的数据总存在一个公约数。通过多组数据求 公约数以及理论计算总可以得到电子电量。
3、 对油滴进行测量时，油滴有时会变模糊，为什么？如何避免测量过程中丢失油滴？ 答：可能因为实验台面并未完全水平，油滴没有平行于 CCD 镜面落下，使得油滴脱离 CCD 聚焦范围而变 模糊；或者可能因为布朗运动而远离 CCD。 应尽可能地把实验平台调整至水平，实验操作时避免按压或触碰实验装置。
密立根油滴实验数据处理
134
17
%
第2次测量数据
134
18
%
第3次测量数据
134
17
%
第4次测量数据
134
18
%
第5次测量数据
134
17
%
第6次测量数据
134
18
%
第7次测量数据
134
18
%
第4粒油滴结果
134
17
%
静态法油滴5
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
201
第2粒油滴
平衡电压(v)
上升电压(V)
下落时间tg(s)
上升时间te(s)
电荷q
电子数n
e值
第1次
201
375
13
第2次
201
375
13
第3次
201
375
12
第4次
201
375
12
第5次
201
375
12
第6次
201
375
13
第7次
201
375
13
第2粒油滴结果
201
375
12
测量结果为： 与标准结果误差为：%
13
%
第2次测量数据
201
13
%
第3次测量数据
201
12
%
第4次测量数据
201
12
%
第5次测量数据
201
12
%
第6次测量数据
201
13
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。
密立根油滴实验报告完整版
密立根油滴实验1 引言密立根油滴实验是测定油滴带电量的实验，该实验在1909～1911年历时三年由美国物理学家密立根（lkan 1868-1953）设计并完成的。
实验结果表明带电物体的电荷量都是不连续的，其所带的电量为某一最小电荷（基本电荷e ）的整数倍，实验较为精确地测定了这一基本电荷e 的数值,从而为电子论建立了直接的实验基础。
电子电荷的准确测定，为其它基本物理量的测定提供了依据，使人们对微观世界的认识得以向前推进。
密立根油滴实验的重要意义在于揭示了物质电结构的量子性，对人们认识组成物质的基本结构有决定性的作用，在近代物理学史上起过十分重要的作用。
密立根因此获得1923年诺贝尔物理学奖。
2实验目的1. 了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法。
2. 学习对实验数据的处理方法，由此计算出基本电荷值，验证电荷的不连续性。
3实验基本原理 利用密立根油滴仪的喷雾器将油滴喷入两块相距为d 的水平放置的平行带电极板之间，油滴在喷雾时由于摩擦，一般都是带电的。
设一个质量为m ，带电量为q 的油滴处在两块平行板之间，在平行板未加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气阻力的作用，在下降一段距离后，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g av F πη6＝粘式中η是空气的粘滞系数，a 为油滴的半径，这时有mg V a g =ηπ6 （1）当在平行板上加电压V 时，油滴处在场强为E 的静电场中，设电场力qE 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V e ，则有mg qE Ve a -=ηπ6 （2）又因为E=V/d （3）由上述（1）、（2）、（3）式可解出)(g e g V V V V d mg q += （4）为测定油滴所带电荷q ，除应测出V ，d 和速度V e 、V g 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ρπ3)3/4(a m = ρ为油滴的密度。