吉林大学大学物理实验BII电子版讲义
大学物理实验BI资料分析
第一章测量、误差与数据处理第1节测量和有效数字1.1.1 测量与物理实验的关系物理实验由物理现象的再现、物理量的测量与数据处理三部分组成。
测量是物理实验的核心，也是实验课的中心内容。
测量是指用一定的工具或仪器，通过一定的方法，直接或间接地与被测量所进行的比较。
由于测量对任何实验都很重要，所以发展成独立的一门学科——测量学。
测量所用的原理绝大多数是物理原理，所用方法是物理方法，测量的对象是物理量。
但测量学不是实验物理学，两者区别是：测量学最终目的是获得物理量的精确值，物理实验的最终目的是探索自然界物质的属性及运动规律。
两者的关系是，测量不能代替物理实验，而物理实验必包含测量。
1.1.2 测量的分类伽利略有句名言：“凡是可能测量的，都要进行测量，并且要把目前无法度量的东西，变成可以测量的。
”开尔文将测量概括为一门科学中最本质的部分。
“假如你能量度你所研究的事物，并能用数来表示它，你对它就有些了解了。
假如你不能量度、不能用数来表示它，即么这种了解是贫乏，且不能令人满意的。
也许仅仅是知识的入门，但这种知识至少没有提高到科学的程度。
”从基本粒子的微观世界，到庞大星系的广阔空间；从粒子碰撞、蜕变的瞬间，到宇宙演变的漫长过程，都属于测量的范围。
物理实验的测量可分为直接测量、间接测量，组合测量三类。
(1) 直接测量指可用仪器、仪表直接得到被测量数值的测量，如米尺测长度，秒表计时间，电表测电流、电压等。
(2) 间接测量指利用直接测出的数值x，通过一定函数关系运算，才能得出测量结果y，即y=f(x)。
如立方体体积v，是通过对长x，宽y，高z的测量由v=xyz得到；折射率n是通过对折射角θ测定，由折射定律求得。
(3) 组合测量为找出两个量x，y之间在某一区间的函数关系，而在该区间对这两个量进行的逐点测量。
如某元件的伏安特性，是通过在一定范围内，对在不同电压V下所产生的电流I的测定(V1,I1)、(V2,I2)、……而得出的。
吉林大学大学物理实验实验2.17偏振光的研究
吉林⼤学⼤学物理实验实验2.17偏振光的研究实验2.17偏振光的研究光的偏振性证明了光是横波，⼈们通过对光的偏振性质的研究，更深刻地认识了光的传播规律和光与物质的相互作⽤规律。
⽬前，偏振光的应⽤已遍及⼯农业、医学、国防等部门。
利⽤偏振光装置的各种精密仪器，已为科研、⼯程设计、⽣产技术的检验等，提供了极有价值的⽅法。
⼀、实验⽬的1、观察和理解光的偏振现象。
2、掌握产⽣和检验偏振光的⽅法。
3、验证马吕斯定律和布鲁斯特定律。
4、⽤1/4波⽚产⽣并检验椭圆偏振光和圆偏振光。
⼆、实验原理由于光波是横波，所以光⽮量总是与光的传播⽅向垂直。
在与传播⽅向垂直的平⾯内，光⽮量可能有各种不同的振动状态，我们称之为光的偏振态。
最常见的光的偏振态有：⾃然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。
1.马吕斯定律从⾃然光获得偏振光的过程叫起偏。
起偏的最简单⽅法是让⾃然光通过⼀块偏振⽚，其透过的光就成为线偏振光，这块偏振⽚叫起偏器。
使⽤另⼀块偏振⽚来检验偏振光，⽤来检验偏振光的装置称为检偏器。
如果检偏器的偏振化⽅向与起偏器的偏振化⽅向相同，则透过的光强最⼤。
如果把检偏器转过90o，则透射光强为零。
对于检偏器与起偏器的偏振化⽅向的夹⾓为任意⾓度，若⼊射到检偏器上的线偏振光强度为I 0，出射的光强为I ，由于光强与振幅平⽅成正⽐，透射光强为αα220200c o s )c o s (==A A I I 或者写成I = I 0cos 2α (2.17-1)上式为马吕斯定律。
2 布儒斯特定律⾃然光在两种各向同性介质的分界⾯上反射和折射时，反射光和折射光都成为部分偏振光，不过反射光中垂直于⼊射⾯的振动(简称垂直振动)较强；⽽折射光中平⾏于⼊射⾯的振动(简称平⾏振动)较强。
如图2.17-1所⽰。
当⼊射⾓等于某⼀特定值i 0时，反射光是光振动垂直于⼊射⾯的线偏振光，如图2.17-2所⽰。
这个特定的⼊射⾓i 0叫做布儒斯特⾓。
并且21120tan n n n i == (2.17-2) 式中, n 21=n 2/n 1为介质2对介质1的相对折射率。
大学物理实验BI资料
第一章测量、误差与数据处理第1节测量和有效数字1.1.1 测量与物理实验的关系物理实验由物理现象的再现、物理量的测量与数据处理三部分组成。
测量是物理实验的核心，也是实验课的中心内容。
测量是指用一定的工具或仪器，通过一定的方法，直接或间接地与被测量所进行的比较。
由于测量对任何实验都很重要，所以发展成独立的一门学科——测量学。
测量所用的原理绝大多数是物理原理，所用方法是物理方法，测量的对象是物理量。
但测量学不是实验物理学，两者区别是：测量学最终目的是获得物理量的精确值，物理实验的最终目的是探索自然界物质的属性及运动规律。
两者的关系是，测量不能代替物理实验，而物理实验必包含测量。
1.1.2 测量的分类伽利略有句名言：“凡是可能测量的，都要进行测量，并且要把目前无法度量的东西，变成可以测量的。
”开尔文将测量概括为一门科学中最本质的部分。
“假如你能量度你所研究的事物，并能用数来表示它，你对它就有些了解了。
假如你不能量度、不能用数来表示它，即么这种了解是贫乏，且不能令人满意的。
也许仅仅是知识的入门，但这种知识至少没有提高到科学的程度。
”从基本粒子的微观世界，到庞大星系的广阔空间；从粒子碰撞、蜕变的瞬间，到宇宙演变的漫长过程，都属于测量的范围。
物理实验的测量可分为直接测量、间接测量，组合测量三类。
(1) 直接测量指可用仪器、仪表直接得到被测量数值的测量，如米尺测长度，秒表计时间，电表测电流、电压等。
(2) 间接测量指利用直接测出的数值x，通过一定函数关系运算，才能得出测量结果y，即y=f(x)。
如立方体体积v，是通过对长x，宽y，高z的测量由v=xyz得到；折射率n是通过对折射角θ测定，由折射定律求得。
(3) 组合测量为找出两个量x，y之间在某一区间的函数关系，而在该区间对这两个量进行的逐点测量。
如某元件的伏安特性，是通过在一定范围内，对在不同电压V下所产生的电流I的测定(V1,I1)、(V2,I2)、……而得出的。
吉林大学物理学院电子线路PPT(梁明理 邓仁清)第七章
iC ICQ
O
Icm π 2π π
ωt
7.1.2 互补对称功率放大电路
1．乙类互补对称电路 ． (a)乙类放大电路 乙类放大电路: 乙类放大电路 (b)互补电路 互补电路: 互补电路 (c)对称电路： 对称电路 +VCC T1 + ui
RL T2 VCC
+ uo
该电路是由两个射极输出器 组成的。图中,T1和T2分别为 NPN型管和PNP型管，两管 的基极和发射极相互连接在 一起，信号从基极输入，从 射极输出，RL为负载
7.1.1 功率放大电路的特点和要求
(2). 任务不同 电压放大电路：主要任务是使负载得到不失真的电压信号。 电压放大电路：主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出 的功率并不一定大。在小信号状态下工作. 的功率并不一定大。在小信号状态下工作 功率放大电路：主要任务是使负载得到不失真（或失真较小） 功率放大电路：主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的 输出功率。在大信号状态下工作。 输出功率。在大信号状态下工作。 (3).指标不同 指标不同 电压放大电路：主要指标是电压增益、输入和输出阻抗. 电压放大电路：主要指标是电压增益、输入和输出阻抗 功率放大电路：主要指标是功率、效率、非线性失真。 功率放大电路：主要指标是功率、效率、非线性失真。 (4).研究方法不同 研究方法不同 电压放大电路：图解法、 电压放大电路：图解法、等效电路法 功率放大电路： 功率放大电路：图解法 3.功率放大电路的特殊问题 功率放大电路的特殊问题 （1）功率要大 ） （3）失真要小 ） （2）效率要高 ） （4）散热要好 ）
7.1.1 功率放大电路的特点和要求
4．放大电路的工作状态分类 ． 在输入正弦信号的一个周期内三极管都导通， （1）甲类放大 ） 在输入正弦信号的一个周期内三极管都导通， 都有电流流过三极管。这种工作方式称为甲类放大。或称A类放大 类放大。 都有电流流过三极管。这种工作方式称为甲类放大。或称 类放大。 此时整个周期都有电流，功率管的导电角θ= 。 此时整个周期都有电流，功率管的导电角 2π。
基础物理学BII-7
光的量子理论
光子
光的能量量子，是光的量子化描述。 每个光子具有能量和动量，其值与光 的频率和波长有关。
光电效应
当光照射在某些物质表面时，物质吸 收光子能量并释放电子的现象。这一 现象为光的量子理论提供了实验证据 。
Part
06
量子力学
波函数与薛定谔方程
波函数
波函数是描述粒子状态的函数，它包含了粒子在空间中位置和动量的所有可能性 的信息。
内容
系统的能量总量保持不变，即系统的 内能、动能和势能之和在封闭系统中 是恒定的。
热力学第二定律
定义
热力学第二定律指出，自发过程 总是向着熵增加的方向进行，即 热量总是自发地从高温处传递到
低温处。
内容
熵是描述系统无序程度的物理量， 熵增加意味着系统从有序向无序 转变。热力学第二定律表明，不 可能通过有限步骤将无序转变为
电势
描述电场中电场力做功的能力 ，其值取决于电场强度和位置
。
电场线和等势面
用于描述电场分布和电势变化 的工具。
静电场
静止电荷产生的电场。
电流与磁场
电流 电荷的定向移动形成电流， 1
其大小和方向满足欧姆定 律和基尔霍夫定律。
洛伦兹力 4
描述带电粒子在磁场中的 受力情况。
磁场
2
电流产生磁场，磁场对电
流有作用力。
真实气体
真实气体与理想气体不同，需要考虑分子间的相互作用力 和分子本身的体积。真实气体的状态方程与理想气体状态 方程有所不同。
分子运动论
分子运动论是描述气体分子运动的理论，通过分子运动论 可以解释气体的宏观性质，如温度、压力和密度等。
Part
04
电磁学
电场与电势
大学物理吉林大学课件
(5 .6 )
式中，m是分子质量； T是热力学温度；k是玻
尔兹曼常数。
将5.6式带入5.4式，得
uu u u d N f()d 4(m 0 )3 2 e d 2 m 2 K 0 u T 2 (5 .7 )
N
2k T
称为麦克斯韦速率分布定律
(Maxwell speed distribution)
注意：只适用于平衡态下、大量分子的理想气体。
气体动理论(kinetic theory of gasas)：通过 微观粒子运动与宏观热现象之间的内在 联系，研究宏观物体的热性质，揭示热 现象的微观本质。
2
5.1 热运动的基本概念 理想气体
5.1.1 分子运动论的基本观点
（1）宏观物体是由大量微粒子（分子或原子）组 成。
物质结构的原子分子理论认为，原子是构成 元素的最小单位，分子是一切物质的最小组成单 位，而分子是由若干原子组成的稳定结构。即一 切物质（气体、液体、固体）都由分子所组成， 分子又由原子组成。
大量分子运动是服从统计规律，有一定必然性。
特征三
分子分布的描述，可从能量、动量、速度、
速率等方面考察，如同人的分布可以从身高、体
重、年龄学历等方面考察一样。
2021/8/22
11
结论
一、气体分子热运动的基本特征
每一分子都在做永不停息的无规则的 热运动.
二、大量分子热运动服从统计规律
个别分子的运动是杂乱无章的，在某
气体平衡态的描述
用状态参量来描述气体平衡态。
描述单个粒子运动状态的物理量称为微观量
（microscopic quantity），如质量、位置、动量、
能量等，相应的用微观量描述的系统状态，称为
《大学物理实验》课件
拓展实验内容
在现有基础上，可以进一步拓展 实验内容，增加更多的物理量和 测量方法，以丰富学生的实践经 验。同时，可以引入现代科技手 段，如虚拟仿真技术等，提高实 验的趣味性和互动性。
加强实验教学管理
加强实验教学管理是提高教学质 量的重要保障。可以进一步完善 实验教学制度、加强实验教学评 估和反馈机制等措施，以提高实 验教学水平和管理效率。
实验操作步骤
正确安装和调整实验器材，确保 其处于良好的工作状态。
对于实验中出现的异常情况应及 时处理和记录。
根据实验步骤逐步进行操作，并 注意观察和记录数据。
在操作过程中注意安全，遵守实 验规则和仪器使用规范。
实验后数据处理
对实验数据进行整理和分 1
析，确保其准确性和可靠 性。
4
根据实验结果撰写实验报 告，并总结实验的经验和 教训。
析实验数据，培养了他们的科学素养和实践能力。
03
团队协作精神增强
在实验过程中，学生们需要相互协作、共同完成实验任务。这种团队协
作的精神不仅有助于提高实验效率，还能够增强学生们的沟通和合作能
力。
实验改进与展望
优化实验方案
针对本实验的不足之处，可以进 一步优化实验方案，提高实验的 精度和可靠性。例如，改进实验 器材、优化测量方法等措施可以 提高数据的准确性和可靠性。
实验操作流程回顾
实验的操作流程包括实验前的准备、实验操作、数据记录与处理以及实验报告的撰写。学生们在实验过程中表现出了 良好的实验素养，能够按照规定的步骤进行操作，并准确记录数据。
实验数据与结论分析
通过对实验数据的分析，学生们能够得出符合预期的结论，验证了实验原理和公式的正确性。同时，学 生们还能够根据实验结果进行误差分析和讨论，提高了对实验结果的认识和理解。
《大学物理》实验讲义(普通物理)
物理实验可是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课，是本科生接收系统实验方法和实验技能训练的开端。物理实验的知识、方法和技能是学生进行后继实践训练的基础，也是毕业后从事各项科学实践和工程实践的基础。物理实验课覆盖广，具有丰富的实验思想、方法和手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素养的重要基础课程。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。
物理学本质上是一门实验科学。物理实验体现了多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。
物理实验课是高等院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，它的教学内容、教学方法和教学模式具有鲜明的时代性和社会性。
近十多年来，各高校以培养适应社会发展需要的高素质人才为核心，在物理实验课的课程体系、教学内容、教学方法等方面进行了卓有成效的教学研究和教学改革，一批教育理念、教学思想先进，教学内容、教学方法新颖，反映科研新成果的优秀教材脱颖而出。本实验讲义是在我院多年大学物理实验教学的基础上，结合各学科特点综合精选编写而成的。
姓名：学号：同组人姓名：
目的要求：
原理：用自己的语言，简明扼要地写出实验原理（实验的理论依据）和测量方法要点，说明实验中必须满足的条件，写出数据处理时必须要用的一些主要公式，表明公式中的物理量的意义（不要推导公式），画出必要的实验原理示意图、测量电路图或光路图，简明扼要地写出实验步骤。
仪器：写出主要仪器的名称、规格及编号。
大学物理实验讲义
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验3.7 密立根油滴法测定电子电量likan 花了七年功夫(1909-1917年)所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即著名的密立根油滴实验，是近代物理学发展中具有重要意义的实验。
其原因：(1)证明了电荷的不连续性(即电荷的量子性)，所有电荷都是基本电荷e 的整倍数；(2)测量并得到了基本电荷e ，即电子的电荷值。
一、实验目的1.测量电子的电量e ，验证电荷的量子性。
2.通过实验培养学生严谨的科学态度。
二、原理用喷雾器将油滴喷入两块相距为d ，水平放置的平行极板之间，如图 3.7-1，油滴在喷射时由于摩擦，一般都是带电的。
设油滴的质量为m ，所带的电量为q ，两极板的电压为V ，则油滴在平行极板间将同时受两个力的作用，一个是重力mg ，一个是电场力V qE qd=。
如果调节两极板间的电压V ，可使两力相互抵消而达到平衡，这时 V mg qd= (3.7.1) 为了测出油滴所带的电量q ，除了测量V 和d 之外，还需要测定油滴的质量m 。
由于m 很小，需要用如下的特殊方法来测定。
平行板未加电压时，油滴受重力作用而加速下降，但空气粘滞性对油滴所产生的阻力与速度成正比，油滴下降达到某一速度v 后，阻力与重力平衡(空气浮力忽略不计)，油滴将匀速下降，由斯托克斯定律知 6r f a v mg πη== (3.7.2)式中η是空气的粘滞系数，a 是油滴的半径(由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状)。
设油滴的密度为ρ，油滴的质量m 又可用下式表示343m a πρ= (3.7.3) 将式(3.7.3)代入(3.7.2)，得油滴半径a (3.7.4) 对于半径小到10-6米的小球，油滴半径接近于空气分子间孔隙的大小，空气介质不能再认为是均匀的，而斯氏定律只能对均匀介质才正确，因而斯托克斯定律应修正为61r aa v f P πη=+ 式中b 为一修正常数，b =4.629×10-9cm·Hg ，P 为大气压强，单位为Pa 。
得图3.7-1a = (3.7.5) 上式根号中还包含油滴的半径a ，但因它是处于修正项中，不需要十分精确，故它仍可用(3.7.4)式计算。
将(3.7.5)式代入(3.7.3)式，得3/2491321a v m bg P ηπρρ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥+⎢⎥⎣⎦ (3.7.6)对于油滴匀速下降的速度v ，可以用下法测出。
当两极板间的电压V =0时，设油滴匀速下降的距离为l ，时间为t ，则l v t= (3.7.7) 将(3.7.7)式代入(3.7.6)式，(3.7.6)式代入(3.7.1)式，得3/21a l d q Vb t P η⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎛⎫+⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ (3.7.8) 实验发现，对于同一个油滴，如果改变它所带的电量，则能够使油滴达到平衡的电压必须为某些特定的值V a 。
研究这些电压变化规律，可以发现它们都满足下列方程nd q ne mg V == 式中n =±1，2，…，而e 则是一个不变的值。
对于不同的油滴，可以发现有同样的规律，而且e 是共同的常数，这就证明了电荷的不连续性，并存在着最小的电荷单位，即电子的电荷值e 。
3/21a l d ne Vb t P η⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎛⎫+⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ 上式就是本实验的理论公式。
三、实验仪器与用具仪器主要由油滴盒，CCD 电视显微镜，电路箱，监视器等组成。
油滴盒如图 3.7-2所示，由上下两块圆形的平行板组成，板边缘用绝缘的胶木圆环隔开，间距为d =6.00×10-3m ，上极板中心有直径为0.4mm 的小孔，油滴经此孔进入油滴盒上下极板间。
在油滴盒外套上有防风罩，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。
在胶木圆环上开有显微观察孔、照明孔。
图 3.7-2在上电极板上方有一个可以左右拨动的压簧，只有将压簧拨向最边位置，方可取出上极板。
实验时压簧始终压在上极板上，以确保上极板带电。
电路箱体内装有产生高压、测量显示等电路。
底部装有三只调平手轮，而板结构如图3.7-3所示。
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，所以，即使监视器本身有非线性失真，刻度值仍是固定不变的。
分划板是8×3结构，垂直线视场为2mm分8格，每格值为0.25mm。
在面板上有两只控制平行极板电压的三档开关，K1控制上极板电压的极性，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，图3.7-3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，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。
由于空气阻力的存在，油滴是先经一变速运动然后进入匀速运动的。
但这变速运动时间非常短，小于0.01秒，与计时器精度相当。
所以可以看作当油滴自静止开始运动时，油滴是立即作匀速运动的，运动的油滴突然加上原平衡电压时，将立即静止下来。
计时器采用“计时／停”方式，即按一下开关，清0的同时立即开始记数，再按一下，停止计时，并保存数据。
四、实验内容与要求1.仪器调平①调节调平螺丝，使水准仪气泡到中央，这时平行极板处于水平位置，电场方向和重力平行。
②CCD显微镜镜筒前端和底座前端对齐，喷油后稍稍前后微调1mm左右看清油滴即可。
2.测量练习练习是顺利做好实验的重要一环，包括练习控制油滴运动，练习测量油滴运动时间和练习选择合适的油滴。
选择一颗合适的油滴十分重要。
大而亮的油滴必然质量大，所带电荷也多，而匀速下落时间则很短，增大了测量误差，通常选择平衡电压为200-300V，均速下落1.5mm的时间在8-20S左右的油滴较适宜。
喷油后，K2置“平衡”档，调W极板电压为200-300V，注意几颗缓慢运动较为清晰明亮的油滴。
试将K2置“0V”档，观察各颗油滴下落大概的速度，从中选一颗作为测量对象，目视油滴直径在0.5-1mm左右的较适宜。
过小的油滴观察困难，布朗运动明显，会引入较大的测量误差。
判断油滴是否平衡要有足够的耐性。
用K2将油滴移至某条刻度线上，仔细调节平衡电压，这样反复操作几次，经一段时间观察油滴确实不再移动才认为是平衡了。
测准油滴上升或下落某段距离所需的时间，一是要统一油滴到达刻度线什么位置才认为油滴已踏线，二是眼睛要平视刻度线，不要有夹角。
反复练习几次，使测出的各次时间的离散性较小。
3.正式测量将已调平衡的油滴用K 2控制移到“起跑”线上，按K 3 (计时／停)，让计时器停止计时，然后将K 2拨向“平衡”档，油滴开始匀速下降的同时计时器开始计时，到“终点”时迅速将K 2档拨向“平衡”档，油滴立即静止，计时也立即停止。
这时显示屏上显示的时间即为油滴匀速下落l 距离所需时间。
油滴运动距离一般取1.5mm ，由于有涨落现象，对同一油滴必须进行10次左右测量，同时还应对不同油滴进行反复的测量。
一般选择大约10颗油滴，这样才能验证不同油滴所带的电荷是否都是基本电荷，即电子电荷的整数倍。
在每次测量时都要检查和调整平衡电压，以减少偶然误差和因油滴挥发而使平衡电压发生变化。
4.数据处理(1)根据公式(3.7.9)3/21dVa l neb t P η⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎛⎫+⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦(3.7.9) 式中a =将a 代入上式并改写成下式()3/211nK ne V t K nt ='+⎡⎤⎣⎦(3.7.10) 式中)3/2K nl d =(3.7.11) K '=(3.7.12) 其中油的密度： ρ=981kg/m 3重力加速度： g =9.8m/s 2空气的粘滞系数： η=1.83×10-5kg/m·s油滴匀速下降的距离： l =1.5×10-3m常数： b =6.17×10-3m·Pa大气压强： P =76cm·Hg平行极板间距： d =6.00×10-3mt 为油滴下降l =1.5×10-3m 所需的时间。
将上数据代入(3.7.11)和(3.7.12)得1422121.4310/0.0196/K kg m S K S -=⨯⋅'=将K 和K '代入(3.7. 10)式得(143/21.1131011 2.16410nne V t --⨯=⎡⎤+⨯⎣⎦ 显然，由于油滴的密度ρ，气体的粘滞系数η，都是温度的函数，重力加速度g 和大气压强P 又随实验地点和条件的变化而变化。
因此，上式的计算是近似的，在一般条件下，由于它引起的误差仅1％左右，且可使运算方便得多，故可用于工科学生的物理实验。
(2)为了证明电荷不连续性和所有电荷都是基本电荷e 的整数倍，从而得到基本电荷e 值，即电子的电荷值。
我们要求出多个被测油滴带电量的最大公约数，但由于学生实验技能不熟练，测量误差可能大些，要求出这个最大公约数有时比较困难。
因此，可用“倒过来验证”的办法进行数据处理。
即用公认电子电荷值e =1.602×10-19C 去除实验测得的电荷值(q)，得到一个很接近于某一个整数的数值，然后去其小数，取其整数，这个整数就是油滴所带的电荷数n 。
再用这个n 去除实验测得的电荷值。
所得的结果即为电子的电荷值e 。
(3)不确定度的计算∵e U e ∴e U =最终结果表达式为 e e e U =±还可计算相对不确定度 100%e e e E e -=⨯公公e 公为电子电量的公认值。
【注意事项】1.喷雾器内的油不可装得太满，再次实验完毕应及时揩擦上极板及油雾室内积油。
2.喷油时喷雾器的喷头不要深入喷油孔内，防止大颗油滴堵塞落油孔。
3.喷雾器的气囊不耐油，实验后，将气囊与金属件分离保管好，可延长使用寿命。
实验3.10 光电效应一、目的了解光电效应基本规律，验证爱因斯坦光电方程，掌握测普朗克常数方法。
二、原理当光（可见光或紫外光）照射在金属表面时，会逸出电子，这一现象叫光电效应，逸出的电子称为光电子。
根据爱因斯坦理论，光能是以光量子（光子）的形式一份一份地向外传递，每个光子的能量为h v ε=⋅ （3.10-1）式中h =6.626×10-34焦耳·秒，称为普朗克常数，是近代量子理论中的重要常数，v 是光的频率。
在光电效应中，光子的能量hv 一次全部传给金属中的电子。