5.11电子电荷e值的测定实验
实验目的测定电源E和r
电流表的分压
U
误差分析 测量值 真实值
U I
测量值
真实值
0
0
I
误差分析
名称
电流表外接法
E测 Rv r EE r Rv
电流表内接法
E测 E
r测 r RA r
误差分析
Rv r r测 r Rv r
适用于测小内阻电源l 例如电池
适用范围
适用于测大内阻电源 例如水果电池
另两类 E、r 测法
利用公式或U-I图象处理记录的数据,
求出电源的E和r.
数据处理：两种方法 （1）计算法
｛
｛
E=U1+I1r E=U2+I2r
请解这个方程组：
E= r=
2作图法：
U
这可不是 伏安特性 至少测出6组U、I数据图象哟！！
这是I-U 图象 啊！！
0
I
作图法： 至少测出6组U、I数据
U 描点、作图
E
0
I短
I
3：注意事项
（1）本实验在电键闭合前，变阻器滑片应置于阻值最大位置处
（2）使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大 每次读完数后立即断电，以免使电动势和内阻发生变化 （3）要测出不小于6组Ｉ、Ｕ数据，且变化范围要大一些 （4）画Ｕ—Ｉ图线时，应使图线通过仅可能多的点，并使不 在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点 可舍去。
名称
电压表和电阻箱 电流表和电阻箱 A 电路图 V
误差分析
r测 r真 E测 E真
1/U
类同于电流表外接
r测 r真
类同于电流表内接
E测 E真
1 1 r U E RE
测e实验报告
测e实验报告
实验报告：测e实验
实验目的：通过测量电子的电荷-质量比e/m，验证电子的基本性质。
实验原理：利用电子在磁场中受力的性质，可以通过测量电子的运动轨迹和施加的磁场强度来确定电子的电荷-质量比。
实验装置：实验装置包括电子枪、磁场装置、屏幕和测量仪器。
实验步骤：
1. 调节电子枪的电压和电流，使得电子被加速并射入磁场中。
2. 调节磁场的强度和方向，使得电子在磁场中偏转，并在屏幕上形成一个圆弧轨迹。
3. 测量磁场的强度和电子轨迹的半径。
4. 根据轨迹半径和磁场强度的关系，计算出电子的电荷-质量比e/m。
实验结果：通过多次实验测量和计算，得出电子的电荷-质量比e/m的数值为1.76×10^11 C/kg。
实验结论：实验结果与已知的电子的电荷-质量比1.76×10^11 C/kg非常接近，验证了电子的基本性质。
同时，实验结果也为电子的研究和应用提供了重要的参考数据。
实验注意事项：
1. 实验过程中要小心操作，避免电子枪和磁场装置的损坏。
2. 测量仪器要保持准确和灵敏，以确保实验结果的准确性。
3. 实验结束后要及时清理实验装置，保持实验室的整洁和安全。
通过测e实验，我们对电子的基本性质有了更深入的了解，也为电子在科学研
究和技术应用中的发展提供了重要的支持。
希望这个实验能够为学生和科研人员提供一些参考和启发，激发更多的兴趣和热情去探索电子的奥秘。
电子电荷测定实验报告
电子电荷测定实验报告电子电荷测定实验报告引言：电子电荷测定是物理学中的一项重要实验，通过测量电子的电荷量，可以深入了解电子的性质和行为规律。
本实验旨在通过观察电子在电场中的运动轨迹，利用电场力与电子的质量和电荷量之间的关系，计算出电子的电荷量。
实验原理：电子电荷测定实验基于电场力与电子的质量和电荷量之间的关系。
根据库仑定律，两个电荷之间的作用力与它们之间的距离成反比。
当一个电子在电场中运动时，受到电场力的作用，其运动轨迹会发生偏转。
根据电场力的大小和方向，可以推断出电子的电荷量。
实验步骤：1. 准备实验装置：将一个平行板电容器放置在水平台上，其中一块平行板连接到正电极，另一块连接到负电极。
在电容器中间放置一个电子束发射装置，用于发射电子束。
2. 调整电场强度：通过调节电容器的电压，使得电场强度达到所需的数值。
记录下电场强度的数值。
3. 发射电子束：打开电子束发射装置，发射一束电子。
4. 观察电子轨迹：使用显微镜观察电子在电场中的运动轨迹，并记录下来。
5. 测量电子轨迹半径：使用尺子或显微镜测量电子轨迹的半径，并记录下来。
6. 计算电子电荷量：根据电场力与电子质量和电荷量之间的关系公式，计算出电子的电荷量。
实验结果与讨论：根据实验数据，我们可以得到电子轨迹半径与电场强度之间的关系。
通过绘制电子轨迹半径与电场强度的曲线，可以求得电子的电荷量。
在实验中，我们发现电子轨迹半径随电场强度的增加而增加。
这与我们的预期一致，因为电场力与电子电荷量成正比，电子轨迹半径的增加意味着电子的电荷量增加。
通过计算，我们得到了电子的电荷量为1.6×10^-19 库仑。
这个结果与已知的电子电荷量非常接近，验证了我们的实验方法的准确性。
结论：通过电子电荷测定实验，我们成功地测量了电子的电荷量，并得到了与已知数值相符的结果。
这个实验不仅帮助我们更深入地了解了电子的性质，还验证了电场力与电子质量和电荷量之间的关系。
电子电荷测定实验在物理学研究和应用中具有重要意义，对于电子学、电磁学等领域的发展起到了积极的推动作用。
电子电荷的测量-实验讲义[1]
![电子电荷的测量-实验讲义[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/0d1fc30b76c66137ee0619f5.png)
电子电荷的测量——密立根油滴实验由美国实验物理学家密立根(R.A．Millikan)首先设计并完成的密立根油滴实验，在近代物理学的发展史上是一个十分重要的实验。
它证明了任何带电体所带的电荷都是某一最小电荷——基本电荷的整数倍；明确了电荷的不连续性；并精确地测定了基本电荷的数值，为从实验上测定其它一些基本物理量提供了可能性。
由于密立根油滴实验设计巧妙、原理清楚、设备简单、结果准确，所以它历来是一个著名而有启发性的物理实验。
多少年来，在国内外许多院校的理化实验室里，为千千万万大学生(甚至中学生)重复着。
通过学习密立根油滴实验的设计思想和实验技巧，以提高学生的实验能力和素质。
一、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，并测定电子的电荷量e。
2．通过实验时对仪器的调整、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。
二、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。
前者的测量原理、实验操作和数据处理都较简单，常为非物理专业的物理实验所采用；后者则常为物理专业的物理实验所采用。
下面介绍Array静态(平衡)测量法。
用喷雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间。
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，所带的电荷为q ，两极板间的电压为V，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg和静电力qE的作用。
如图1所示。
如果调节两极板间的电压V，可使该两力达到平衡，这时dVqqE mg == (1) 从上式可见，为了测出油滴所带的电量q ，除了需测定V 和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 υ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。
测量电子电荷的电子电荷测量实验
测量电子电荷的电子电荷测量实验引言：电子电荷是物理学中重要的基本常数之一。
它的准确测量是物理学研究的基础，并且具有广泛的应用领域。
本文将详细介绍一种常用的测量电子电荷的实验方法，包括实验所涉及的物理定律、实验准备、实验过程及实验结果的应用等方面。
一、物理定律：1. 法拉第电解定律：法拉第电解定律是关于电解过程中电荷转移的定律，描述了通过电解质溶液的电导过程中，电荷的转移与电流之间的关系。
根据这一定律，电荷Q与通过电解质溶液的电流I成正比，即Q = I * t，其中，Q为电荷，I为电流，t为时间。
2. 库仑定律：库仑定律描述了电荷之间的相互作用力与它们之间的距离和电量大小的关系。
当两个电荷之间的距离r足够远时，这个力正比于两个电荷的乘积，反比于它们之间距离的平方。
即F = k * (q1 * q2) / r^2，其中，F为电荷之间的相互作用力，q1和q2为两个电荷，r为它们之间的距离，k为库仑常数。
二、实验准备：1. 实验器材：（1）电源：用于提供电流。
（2）导线：用于连接电源和其它实验器材。
（3）电流计：用于测量电流。
（4）电解槽：用于固定电解质溶液并进行电解实验。
（5）电压测量装置：用于测量电解槽上产生的电压。
2. 实验材料：（1）电解质溶液：可以使用硫酸铜溶液或者硫酸锌溶液等，根据实际需求选择不同的电解质溶液。
（2）同位素铜或锌：用于电解质溶液中的电极。
三、实验过程：1. 实验装置搭建：（1）将电解槽放置在电源的正负极之间，使之与电源形成闭合电路。
（2）将电流计接入电解槽电流的路径之中，用于测量电流。
（3）将两个同位素铜（或锌）电极分别插入电解槽中，并通过导线与电源连接。
2. 实验操作：（1）将适量的电解质溶液倒入电解槽中。
（2）调节电流源的电流值，使得电流计读数稳定在合适的范围。
（3）开始电解，记录实验开始时间t0。
（4）经过一段时间t，停止电解，记录此时的时间t1。
（5）根据法拉第电解定律，计算电荷Q = I * (t1 - t0)。
[整理]E电子比荷的测量05.
![[整理]E电子比荷的测量05.](https://img.taocdn.com/s3/m/e8cced2f10a6f524ccbf855b.png)
实验名称 电子比荷的测量一、前言19世纪80年代英国物理学家J.J 汤姆孙做了一个著名的实验：将阴极射线受强磁场的作用发生偏转，显示射线运行的曲率半径；并采用静电偏转力与磁场偏转力平衡的方法求得粒子的速度，结果发现了“电子”，并得出了它的电荷量与质量之比e m 。
电子荷质比是电子的电荷量与其质量的比值，是研究物质结构的基础，其测定在物理学发展史上占有重要的地位。
经现代科学技术测定的电子荷质比的标准值是：111.75910C/kg 。
测定电子荷质比的方法有很多，如磁偏转法、磁聚焦法、磁控管法、滤速器法等。
本实验仪沿用当年英国物理学家汤姆孙思路，利用电子束在磁场中运动偏转的方法来测量电子的荷质比。
二、教学目标1、了解电子在电场和磁场中的运动规律。
2、测量电子的荷质比。
3、掌握电子荷质比测试仪的测量原理及方法。
4、通过实验加深对洛伦兹力的认识。
三、教学重点1、电子在磁场中的运动规律。
四、教学难点1、电子圆运动轨道半径的测量。
五、实验原理当一个电子以速度v 垂直进入均匀磁场时，电子就要受到洛仑兹力的作用(图1)：图1 电子在磁场中受力图f ev B =⨯ （1）由于力的方向是垂直于速度的方向，则电子的运动轨迹就是一个圆，力的方向指向圆心，完全符合圆周运动的规律，所以作用力与速度又有：2f mv =（2）其中r 是电子运动圆周的半径，由于洛仑兹力就是使电子做圆周运动的向心力，因此可将(1)、(2)式联立：2evB mv =（3）由(3)式可得：e vm rB=（4）实验装置是用一电子枪，在加速电压U 的驱使下，射出电子流，因此加速电场所做功eU 全部转变成电子的输出动能：22eU mv =（5）将(4)与(5)式联立可得：22()e U m r B =⋅ （6）实验中可采取固定加速电压U ，通过改变不同的偏转电流，产生出不同的磁场，进而测量出电子束的圆轨迹半径r ，就能测定电子的荷质比e m 。
按本实验的要求，必须仔细地调整管子的电子枪，使电子流与磁场严格保持垂直，产生完全封闭的圆形电子轨迹。
油滴实验实验报告
油滴实验实验报告
实验目的：通过油滴实验测定电子的电荷量e，并进一步验证普朗克量的值。
实验原理：
油滴实验是根据电荷粒子在电场中受力平衡的原理来测定电子的电荷量e的实验。
实验中使用一个空心金属平板电容器，其中一个金属平板上被喷射出一些油滴，通过调节电场的强弱和方向，使油滴在水平方向上保持静止。
此时，油滴受到的向上浮力和向下电场力相等，滴油边缘的电荷始终保持在一个恒定的电势差下。
由此可以利用欧姆定律和库仑定律，测出滴油上的电荷量e。
实验步骤：
1. 检查电荷计的刻度，调节电荷计至刻度位置为零；
2. 打开喷雾装置，将一些油滴喷入电容器中，使其分布均匀；
3. 打开电源，接通电压并调节电压大小，使油滴在水平方向上保持静止；
4. 记录电压大小，并测量滴油直径和下降速度；
5. 重复以上步骤，取多次数据，求出电荷量e的平均值。
实验数据处理：
根据测得的电压、滴油直径和下降速度，可以计算出滴油的电荷量e。
实验结果：
根据多次实验数据计算得到电荷量e的平均值为2.0×10^-19库
仑。
讨论与分析：
通过油滴实验测得的电子电荷量与理论值1.6×10^-19库仑相比，存在一定的偏差。
可能的原因包括实验操作误差以及滴油表面可能存在的杂质等。
此外，油滴实验还可以进一步利用测出的电荷量e来验证普朗克量的值。
测量电子电荷的电子电荷测量仪实验
测量电子电荷的电子电荷测量仪实验标题：测量电子电荷的电子电荷测量仪实验引言：电子电荷是基本粒子之一，了解和测量电子电荷对于理解电磁现象和电子行为具有重要意义。
本文将介绍一种用于测量电子电荷的电子电荷测量仪实验，并探讨其应用和其他专业性角度。
第一部分：电子电荷的基本原理在介绍实验之前，有必要了解一些基本的物理定律与概念。
根据库仑定律，两个电荷之间的作用力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
电子带负电荷，其电荷量记为e，e = -1.602 ×10^-19 库仑。
电荷是宏观电流的基本单位，电荷之间的转移和流动引发了电流。
第二部分：电子电荷测量仪实验的准备工作实验所需的材料和仪器有：电子电荷测量仪、导线、电源、电压表、直流电流表、标准电阻器等。
实验的准备包括以下步骤：1. 确保实验室环境稳定，无干扰源。
2. 搭建电路：将电子电荷测量仪与电源、电压表、直流电流表等连接起来，连接线要保持良好的导电性。
3. 校准仪器：根据仪器的使用说明，对电流表和电压表进行校准，以确保测量结果的准确性。
4. 准备样品：选择一个导电性良好的样品，例如金属片，将其清洁并固定在特定位置上，以待实验使用。
第三部分：电子电荷测量仪实验过程实验的主要步骤如下：1. 启动电源，确保电源输出的稳定。
2. 使用导线将电源与实验样品连接。
3. 通过电流表测量电流强度I，记录下实验开始时的电流值。
4. 使用电压表测量电压V。
5. 计算电子电荷量e：e = I × t / V，其中t为测量时间。
6. 重复多次测量，取平均值，以提高测量结果的准确性。
7. 对测量结果进行统计和分析，并记录实验中的误差来源。
第四部分：实验的应用和其他专业性角度1. 理论验证：通过测量电子电荷的实验，可以验证电子电荷的数值是否与理论值相符合，从而验证库仑定律以及电子电荷的基本属性。
2. 教学应用：该实验可用于物理教学中，帮助学生更好地理解和掌握电荷、电流和电压等概念，并培养实验操作的能力。
电子电荷的测量(密立根油滴实验)
实验５７电子电荷的测量（密立根油滴实验）由美国物理学家密立根（Ｍｉｌｌｉｋａｎ，Ｒ．Ａ．）完成的测量微小油滴上所带电荷的实验——油滴实验，是物理学发展史上具有重要意义的实验。
这一实验首次证明了电荷的不连续性，即任何带电体所带的电量都是基本电荷的整数倍，并精确测定了基本电荷ｅ＝1.60×10-19库仑。
电子电荷是物理学中基本常数之一，在理论和实际工作中都有重要意义，它的精确测定，为从实验上测定许多基本物理量提供了可能性。
密立根油滴实验设计精巧，设备简单，而实验结论却有不容置疑的说服力，因此这一实验历来被看做是物理实验的一个光辉典范。
密立根由于这一杰出工作和在光电效应方面的研究成果而荣获１９２３年诺贝尔物理奖。
【预习重点】（１）用油滴法测量电子电荷的原理。
（２）密立根油滴仪的结构原理和调节使用方法。
【仪器】密立根油滴仪（包括油滴盒、照明装置、显微镜、电源及油喷雾器）、电子停表。
ＭＯＤ—４型油滴仪简介如下。
ＭＯＤ—４型油滴仪结构如图５７—１所示。
油滴盒由两块经过精磨的平行极板、中间垫以胶木圆环组成，两平行极板的间距为ｄ。
胶木圆环上有进光孔（插导光棒）、观察孔（正对显微镜）和石英玻璃窗（旁边装有笔形汞灯）。
上电极板中央有一个直径为０.４ｍｍ的小孔，油滴从油雾室经此孔下落，进入油滴盒。
油滴盒可用调平螺丝调节水平并用水准器校验。
图５７—１油滴实验仪照明装置包括照明灯室和导光棒。
灯室中装一２.２Ｖ聚光小灯泡，通过调节小灯泡方向，可使油滴更为清晰明亮。
显微镜通过胶木圆环上的观察孔观察平行极板间的油滴。
显微镜目镜中装有分划板，其垂直方向的总刻度相当于视物中的３.００ｍｍ，用以测量油滴运动的距离ｌ。
电源共提供４种电压：２.２Ｖ照明小灯泡电压，５００Ｖ直流平衡电压，２５０Ｖ直流升降电压和笔形汞灯工作电压。
５００Ｖ直流平衡电压可连续调节，读数从电压表上读出，并由反向开关换向以改变上下电极板的极性。
开关置“＋”位置时，能使带正电的油滴与重力平衡，置“－”位置时，能平衡带负电的油滴，反向开关置“０”位置时，上下电极短路，极板间电场为零。
使用物理实验技术测量电子电荷的步骤
使用物理实验技术测量电子电荷的步骤引言：电子电荷是我们日常生活中最常见的物理量之一，它在电流、电场、静电力等领域中起着重要的作用。
然而，直接测量电子电荷并不容易，因为电子的质量极小且难以观测。
所幸，通过一系列的物理实验技术，我们能够精确地测量电子电荷。
本文将介绍使用物理实验技术测量电子电荷的步骤。
第一步: 德布罗意波的实验为了测量电子电荷，我们首先要利用德布罗意波的实验原理。
德布罗意波假设了物质粒子如电子也有波动性，这使得我们可以间接地测量电子的特性。
在实验中，使用一束能量已知、动量已知的电子束照射到晶体上，利用晶体的布拉格散射产生的干涉条纹，可以确定电子的波长，从而得到电子的动量。
第二步: 磁场与电子轨迹通过磁场与电子相互作用的力，我们可以进一步确定电子的运动轨迹。
利用洛伦兹力的原理，我们可以通过测量电子在磁场中的偏转角度和磁场强度，推导出电子电荷与电子的质量之比。
这个比值即为电子电荷的测量结果。
第三步: 导体上的电流实验在实际测量过程中，我们可以利用导体材料中的自由电子进行电流实验。
通过将已知电流通过导体中，测量电场强度和导体材料的几何形状，我们可以计算得出电子的电荷量。
在实验中，我们可以利用安培计等仪器测量导电材料的电流和电压，然后通过基本电路原理计算出电子电荷的数值。
第四步: 导体内电子间的相互作用在陈化和量子力学的结合下，我们可进一步推导出导体中自由电子间的相互作用。
通过测量金属导体的电阻，衡量自由电子相互作用的程度，我们可以间接测量电子电荷的数值。
这种方法适用于研究导体中自由电子的导电性质，进而计算出电子电荷。
总结：通过德布罗意波的实验、磁场与电子轨迹的研究、导体上的电流实验以及导体内电子间相互作用的分析，我们可以使用物理实验技术精确地测量电子电荷的数值。
这些实验方法的结合可以互相验证，从而提高测量结果的准确性。
电子电荷作为一个基本的物理量，在科学研究和技术应用中都具有重要的意义。
通过不断深化对电子电荷的测量技术研究，我们可以更好地理解电子的特性和相互作用，为未来的科学发展和技术创新提供有力的支持。
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重力加速度g9.801
空气粘滞系数 1.83*10^-5
修正常数8.23*10^-3
大气压强 1.013*10^5
油密度981
空气密度 1.207
平行极板距离5
分划板分度0.2
第一个油滴次数12345
平衡电压318317319320319平均电压318.6运动距离l
下落时间12.9412.7813.0113.1612.41平均时间tg12.86vg=l/tg 第二个油滴次数12345
平衡电压401402404404404平均电压403
下落时间25.9526.4026.5925.8526.89平均时间26.336vg=l/tg 第三个油滴次数12345
平衡电压9596959594平均电压95
下落时间 4.27 4.30 4.30 4.40 4.34平均时间 4.322vg=l/tg 第四个油滴次数12345
平衡电压367379370373372平均电压372.2
下落时间27.1628.2926.5726.8127.80平均时间27.326vg=l/tg 第五个油滴次数12345
平衡电压130131132132133平均电压131.6
下落时间15.8115.9115.4616.0615.49平均时间15.746vg=l/tg
1.6*10^-3m
0.000124417油滴半径 1.03油滴的电荷量 6.96元电荷量4 6.07533E-05油滴半径0.72油滴的电荷量 1.881 0.000370199油滴半径 1.78油滴的电荷量119.7575 5.85523E-05油滴半径0.71油滴的电荷量 1.921 0.000101613油滴半径0.93油滴的电荷量12.438
0.09%
138.5853614
左0.408042142
右 1.56937E-05 2.18E-11中7.82846E-08 1.38777E-06
1.24069E-05 5.88E-12
7.82846E-08 4.73538E-07
5.26316E-05 3.75E-10
7.82846E-087.12283E-06
1.34336E-05 6.02E-12
7.82846E-08 4.48039E-07
3.79939E-05 3.89E-11
7.82846E-08 1.02429E-06。