实验十九密立根油滴

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实验十九 密立根油滴

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 。

密立根油滴实验实验步骤

密立根油滴实验实验步骤

密立根油滴实验实验步骤
密立根油滴实验步骤:
1、将仪器接入220伏交流电源,高压电源调节到0位置处,旋开油滴室盖子,利用调平螺钉将油滴室内的平行板电容器板面调节水平。

2、调节显微镜目镜,使分划板刻线明显清晰。

将大头针插入上板小孔中,调节光源角度。

3、用喷雾器将油滴喷入油滴室内,从显微镜中观察油滴运动情况。

4、记录油滴n次下落一定的距离L以及所经历的总时间t,记录油滴n次上升同一距离L,所经历的总时间T。

5、用油滴所通过的总距离nL分别除以总时间t及T就得出油滴所带的电量q。

6、按照上述方法选取6到10个不同的油滴进行测量,计算它们各自所带量即可。

密立根油滴实验实验研究分析报告

密立根油滴实验实验研究分析报告

实验目地1、 通过对带电油滴在重力场和静电场中运动地测量,验证电荷地不连续性,并测定电子电荷地电荷值e.2、 通过实验过程中,对仪器地调整、油滴地选择、耐心地跟踪和测量以及数据地处理等,培养学生严肃认真和一丝不苟地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地巧妙设想和构思.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 地平行极板之间.油在喷射撕裂成油滴时,一般都是带电地.设油滴地质量为m ,所带地电量为q ,两极板间地电压为V ,如图 1 所示.图1如果调节两极板间地电压V ,可使两力达到平衡,这时:d Vq qE mg == (1)为了测出油滴所带地电量q ,除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外,还需要测量油滴地质量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,由于空气阻力地作用,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是空气地粘滞系数,是a 油滴地半径.经过变换及修正,可得斯托克斯定律:pa b 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.图2至于油滴匀速下降地速度g v ,可用下法测出:当两极板间地电压V 为零时,设油滴匀速下降地距离为l ,时间为t ,则g g t lv = (4)最后得到理论公式:Vd 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地电压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.由于空气阻力地作用,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.这时:mg d V q v a e -=ηπ6(6)图3当去掉平行极板上所加地电压V 后,油滴受重力作用而加速下降.当空气阻力和重力平衡时,油滴将以匀速υ下降,这时:mg v g =πη6(7)化简,并把平衡法中油滴地质量代入,得理论公式:21231111218⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=e e e t t t v d pa b l g q ηρπ(8)三、实验仪器:根据实验原理,实验仪器——密立根油滴仪,应包括水平放置地平行极板(油滴盒),调平装置,照明装置,显微镜,电源,计时器(数字毫秒计),改变油滴带电量从q 变到q ′地装置,实验油,喷雾器等.MOD -5 型密立根油滴仪地基本外形和具体结构示于图 4.四、实验数据处理:思考题(1)若平行极板不水平,对测量有何影响?若不水平,油滴不会垂直运动,运动距离难以计算,且垂直方向平衡时收到地力大于重力(2)如何选择合适地油滴进行测量?下落0.2mm 用时15到30s 之间,所加电压大于200(3)为什么要静止和匀速?实验上怎样做才能保证油滴做匀速运动?静止或匀速时油滴才能受力平衡.从起始线静止开始,过一段时间经过下方测量线再开始测量(4)怎样区别油滴所带电荷量地改变和测量时间地误差?如果平衡电压变化过大,则说明带电量发生了改变(5)为什么向油雾室喷油时要使两极板短路使其中不存在电场,大量油滴可以通过重力自然进入两基板之间.*五.总结本实验利用电压、运动时间等这些可以直接测量和控制地宏观物理量来实现对微观物理量电子电量地测量.把宏观地电量通过油滴这个在宏观微小但在微观又较大地媒介与微观地电子电量联系起来,可以说是一种极其有创造力地做法.在测量地过程中,关键点在于如何找到合适地油滴,这十分要求实验者地耐心和观察能力.比较地方式是找到大量油滴后将电压调到200v,选择仍在缓慢下降地油滴.但是仍然很靠运气,需要很多次实验.这说明,在实验时一定不能怕麻烦而放弃,只有大量地实验才能让我们得到正确地数据.版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.dvzfv。

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=6.17×10-6m ·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..这时:mg d V q v a e -=ηπ6 6图3当去掉平行极板上所加的电压V 后;油滴受重力作用而加速下降..当空气阻力和重力平衡时;油滴将以匀速υ 下降;这时:mg v g =πη6 7化简;并把平衡法中油滴的质量代入;得理论公式: 21231111218⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=e e e t t t v d pa b l g q ηρπ 8三、实验仪器:根据实验原理;实验仪器——密立根油滴仪;应包括水平放置的平行极板油滴盒;调平装置;照明装置;显微镜;电源;计时器数字毫秒计;改变油滴带电量从q 变到q ′的装置;实验油;喷雾器等..MOD -5 型密立根油滴仪的基本外形和具体结构示于图4..四、实验数据处理:思考题1若平行极板不水平;对测量有何影响若不水平;油滴不会垂直运动;运动距离难以计算;且垂直方向平衡时收到的力大于重力2如何选择合适的油滴进行测量下落0.2mm用时15到30s之间;所加电压大于2003为什么要静止和匀速实验上怎样做才能保证油滴做匀速运动静止或匀速时油滴才能受力平衡..从起始线静止开始;过一段时间经过下方测量线再开始测量4怎样区别油滴所带电荷量的改变和测量时间的误差如果平衡电压变化过大;则说明带电量发生了改变5为什么向油雾室喷油时要使两极板短路使其中不存在电场;大量油滴可以通过重力自然进入两基板之间..五.总结本实验利用电压、运动时间等这些可以直接测量和控制的宏观物理量来实现对微观物理量电子电量的测量..把宏观的电量通过油滴这个在宏观微小但在微观又较大的媒介与微观的电子电量联系起来;可以说是一种极其有创造力的做法..在测量的过程中;关键点在于如何找到合适的油滴;这十分要求实验者的耐心和观察能力..比较的方式是找到大量油滴后将电压调到200v;选择仍在缓慢下降的油滴..但是仍然很靠运气;需要很多次实验..这说明;在实验时一定不能怕麻烦而放弃;只有大量的实验才能让我们得到正确的数据..。

密立根油滴实验

密立根油滴实验
密立根油滴实验
• 该实验是用普通的力学方法,测量出油滴 上所带的电荷量。通过测量大量的电荷数 据进行统计比较,发现了电荷是不连续的, 或者叫电荷量子化。 • 油滴大小1微米的量级。用显微镜观察。
• 油滴所带的电荷是1个~很多个。
油滴的产生
• 将油(或一般液体)喷雾,在雾滴中选择 合适大小的油滴。
测量电荷的两个步骤
V
• 半径rຫໍສະໝຸດ 电量作图法实验装置图
MOD5型油滴仪
• 第一步,调节两极板电压,令油滴悬停, 重力与电场力平衡
mg q V d
• 第二步,调极板电压为零,待油滴匀速下
落,测量下落速度,阻力与重力平衡
mg 6 rv
电量与半径计算公式
• 电量
q
t 1 0 .02 t
4 . 14 10 t
6
1 . 43 10
14 3/2

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:Vmg=qE=q (1) d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ν后,阻力f与重力mg平衡,如图 2 所示(空气浮力忽略不计),g r油滴将匀速下降。

此时有:f=6πaηv=mg (2)rg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:6πaηv gf= (3) r b1+pa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。

图2至于油滴匀速下降的速度v,可用下法测出:当两极板间的电压V为零时,g设油滴匀速下降的距离为l,时间为t ,则lv (4) g t g最后得到理论公式:3⎡⎤2⎢⎥18πηldq=2ρg⎢⎥V (5)b⎢⎥t(1+)g⎢⎥pa⎣⎦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。

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。

密立根油滴实验报告

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=×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。

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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=(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0.5~1mm 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 Ver1.4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 Ver1.4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: 2004.11.19------------------------------------------------------------------------------------------------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 8.03 1.42e-17 89 1.60e-19 0.13% 第2次测量数据 26 8.07 1.41e-17 88 1.61e-19 0.49% 第3次测量数据 26 8.02 1.43e-17 89 1.60e-19 0.32% 第1粒油滴结果 1.42e-17 88 1.60e-19 0.31%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 8.73 3.13e-18 20 1.56e-19 2.10% 第2次测量数据 104 8.63 3.19e-18 20 1.59e-19 0.34% 第3次测量数据 104 8.76 3.12e-18 19 1.64e-19 2.49% 第2粒油滴结果 3.15e-18 19 1.60e-19 0.014%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 20.25 5.49e-18 34 1.61e-19 0.94% 第2次测量数据 16 20.43 5.42e-18 34 1.59e-19 0.45% 第3次测量数据 16 19.72 5.73e-18 36 1.59e-19 0.61% 第3粒油滴结果 5.55e-18 34 1.60e-19 0.041%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 6.04 4.14e-18 26 1.59e-19 0.52% 第2次测量数据 139 5.99 4.19e-18 26 1.61e-19 0.75% 第3次测量数据 139 6.01 4.17e-18 26 1.60e-19 0.23% 第4粒油滴结果 4.17e-18 26 1.60e-19 0.15%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 9.55 5.91e-18 37 1.59e-19 0.22% 第2次测量数据 48 9.46 6.00e-18 37 1.62e-19 1.24% 第3次测量数据 48 9.43 6.3e-18 38 1.58e-19 0.93% 第5粒油滴结果 5.98e-18 37 1.60e-19 0.029%本次实验最终结果: e=1.60e-19 误差=0.094%。

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