大学物理仿真实验报告_密立根油滴法测电子电荷实验
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。
大学物理实验报告系列之密立根油滴实验
开始时油滴加速下降，由于空气阻力的作用，最后二个力达到平衡，油滴作匀
速运动，此时油滴的速 度写为g ，则
6 ag mg
（5.8-2）
在两极板之间 加电压为U 后，三力达到平衡，油滴作匀速运动，此时的速度写 为e ，则有
6 ag qU/d mg
（5.8-3）
联立求解以上 二式，可得到
q
mg
d U
1
e g
（5.8-4）
由于表面张力和空气悬浮的原因，油滴总是呈小 球状。设油的密度为 ，油滴的质 量克 表示为
m 4 a3/4
（5.8-5）
有（5.8-2）和（5.8-5）式可得油滴的 半径：
a
9g 2 g
1/ 2
（5.8-6）
考虑到油滴的半径非常小，空气不能视为连续介质，空气的粘滞系数应作相应的修 改，经修正后的油滴质量半径可 写为
fr
g mg
fr qU/d
g
U
mg
设油滴质量为m ，带电量为 q ，在极板间不加电压，且不忽略空气浮力的情况 下，油滴将受到了两个力的共同 作用（如图 5.8-1）：重力和油滴运mg 动时空气的 粘 滞力 fr
fr 6 a
（5.8-1）
式中， a 和分别为油滴 的半径和运动 速度， 为空气的粘滞 系数。
大学物理实验 报告
【实验名称】 密立根油滴实 验
【实验目的】
1．了解密立根油滴实验仪的结构以及利用油滴测定电子电荷的设计思想 和方法。 2．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。
【实验仪器】
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) 。
用密立根油滴仪测电子电量实验报告
一、实验综述
1、实验目的及要求
（1）了解密立根油滴仪测电子电量原理
（2）测定电子的电荷值，并验证电荷的不连续性
（3）培养学生进行科学实验时的坚韧精神和严谨的科学态度
2、实验仪器、设备或软件
密立根油滴仪、油滴、喷雾器
二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）
1 实验步骤；
（1）检查密立根测量仪。
（2）用密立根测量仪反复测量五次一个油滴。
（3）同样的方法测五个不同油滴。
2数据记录表：
油滴一：平衡电压U n= 119V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
油滴二：平衡电压U n= 20V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
油滴三：平衡电压U n = 11V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
油滴四：平衡电压U n = 21V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
油滴五：平衡电压U n =27 V 下降距离垂直4格2.00mm
单位：S
3.根据公式 q=
[]
n
U t t ⨯+⨯-2
/314
)02.01(1043.1 求出油滴的电量。
油滴一的电量为：q=3.7*10-19 油滴二的电量为：q=4.2*10-18 油滴三的电量为：q=6.2*10-18 油滴四的电量为：q=1.01*10-17 油滴五大电量为：q=1.6*10-18
三、结论
1.实验结果
2、分析讨论
（1）学会了用密立根油滴仪测油滴电量，知道了密立根油滴仪测油滴时的计算公式。
（2）实验时不要选择较大的油滴，计时完后要记得清零。
（3）平衡时如果电压较大，油滴的带电量一般较少，算出的e误差较大。
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。
密立根油滴实验报告
密立根油滴实验报告实验题目：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。
『实验原理』用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。
以下是几组实验数据：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235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%第1粒油滴结果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%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203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%第2粒油滴结果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%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233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%第3粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%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224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%第4粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%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204 10.01 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%第5粒油滴结果 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%第6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206 9.91 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%第6粒油滴结果 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%本次实验最终结果: e=1.57e-19 误差=1.86% 首先油滴选择产生误差，选择合适的油滴很重要，油滴的选择太大，大的油滴虽然易观察，但是质量大，必然带必须很多的电荷才能取得平衡，而且下落的时间短，速度快，不易记录实验数据。
密立根油滴法测定电子电荷(实验报告纸)
重庆科技学院大学物理实验报告
第个实验报告
课程名称
大学物理实验
实验项目名称
密立根油滴法测定电子电荷
开课院系及实验室
数理学院大学物理实验教学中心
实验日期
姓名
专业班级
学号
指导教师
教师评语：
评阅教师签字：批改时间：
在实验室预习的时间
在实验室预习好后
指导教师签字
一、实验目的
二、实验原理
三、实验仪器(型号、量程、精度或仪器误差等)
七、数据记录
八、数据处理
九、实验结果与分析
十、实验小结与体会
四、实验内容及步骤
五、数据记录表格
1.平衡测量法
1
2
3
4
5
平衡电压
下降时间
2.动态测量法
1
2
3
4
5
上升电压
下降时间
上升时间
六、预习思考题
1.为什么必须使油滴作匀速运动或静止?实验中如何保证油滴在测量范围内作匀速运动?
2.合适的油滴应满足哪些条件？怎样操作才能较快地找到满足这些条件的油滴？
3.在测量过程中油
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2.50
7.1 10.
2.42
10.0 6.10
2.39
7.89
7.1
4.53
6 01
5
2
2. 数据处理
利用（ 13）式计算各油滴带电量填入上表；
根据上表数据利用软件可求得：基本电荷
e=1.637633×10-19 C
标准差 δe=0.146844× 10-19 C
相对误差 E e=2.22%
实验结论：
油滴法能较为精确地测量电子电荷。
6
思考题：
1.若油滴室内两容器极板不平行，对实验结果有何影响 。 答：若油滴室内两容器极板不平行， 则油滴所受电场力不在竖直方向上， 故不能 保证油滴做直线运动，计算公式条件不成立，求出来的电子电荷数量不准确。
2.若所加视场方向使得电荷所受电场力方向与重力方向相同， 理论思想和方法测得电子电荷 e。
油滴
1 23 4
5
6
7
8 9 10
平衡电压 U(V)
200 70 50 210 230 370 210 290 70 110
油滴下落时间 t(s)
38.7 38. 38. 38.3 14.5 14.7 38.6 14.6 38. 38.7
6
75 76
4
0
0
8
0
93
9
油滴带电量
Qi (
×
-19
10
c)
大学物理仿真实验
实验名称 ： 油滴法测电子电荷实验 实验目的 ：学习测量元电荷的方法，并训练物理实验时应有的严谨态度和坚韧
不拔的科学精神。
实验仪器： 密立根油滴仪，喷雾器，气压计等。 实验原理：
1
23ຫໍສະໝຸດ 实验内容 :45
实验步骤 : 根据软件提示操作。 数据表格及数据处理：
1. 数据记录表格
η=1.83 × 10-5kg/(m · s); ρ=980kg/m3; g=9.80m/s 2; d=5.00 × 10-3 m; b=8.23 × 10-5hPa· m; s=2.00 × 10-3m; P= 1010hPa 。
能否利用本实验的
答：若所加视场方向使得电荷所受电场力方向与重力方向相同， 也能利用本实验 的理论思想和方法测得电子电荷 e，不过只能用动态法测量，并且要修改相应受 力关系式。
2010
实验人： 电气 92 班 09041045 万佳东 年 5 月 29 日
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