用密立根油滴仪测电子电量实验报告
密立根油滴实验报告答案
密立根油滴实验报告答案密立根油滴实验报告答案密立根油滴实验是物理学中的经典实验之一，由美国物理学家罗伯特·安德鲁斯·密立根于1909年首次提出并进行了实验验证。
该实验通过测量油滴在电场中的运动来确定电子的电荷量，为后来的电子理论奠定了基础。
本文将对密立根油滴实验的原理、实验步骤和结果进行详细介绍。
1. 实验原理密立根油滴实验基于油滴在电场中的运动受到电荷力的影响这一基本原理。
实验中，将悬浮在空气中的油滴通过喷雾器喷出，使其带有一定的电荷。
然后将油滴放置在两个带有电荷的平行金属板之间，形成一个均匀的电场。
根据库仑定律，油滴所受到的电荷力与电场强度、电荷量和油滴半径有关。
通过测量油滴在电场中的运动速度和方向，可以计算出电子的电荷量。
2. 实验步骤（1）准备实验装置：将喷雾器固定在架子上，调节喷雾器使其产生均匀大小的油滴。
在平行金属板上设置电极，连接电源以产生电场。
（2）调整电场强度：通过调节电源电压，使电场强度适中，使油滴在电场中的运动速度适宜。
（3）观察油滴运动：使用显微镜观察油滴在电场中的运动轨迹。
注意观察油滴的运动速度和方向。
（4）测量油滴运动参数：使用计时器测量油滴通过一段已知距离所需的时间，从而计算出油滴在电场中的速度。
同时，测量电场的强度和油滴的半径。
（5）计算电子电荷量：根据油滴所受到的电荷力与电场强度、电荷量和油滴半径的关系，可以通过公式计算出电子的电荷量。
3. 实验结果通过密立根油滴实验，我们可以得到电子的电荷量约为1.6×10^-19库仑。
这个结果与之前通过其他实验方法得到的电子电荷量非常接近，验证了电子理论的正确性。
4. 实验误差及改进在密立根油滴实验中，由于油滴的运动受到空气阻力的影响，会引入一定的误差。
此外，测量油滴半径和电场强度时也存在一定的不确定性。
为减小误差，可以采取以下改进措施：使用真空室来消除空气阻力；使用更精密的仪器来测量油滴半径和电场强度；进行多次实验取平均值，以提高结果的准确性。
(完整word版)密立根油滴实验
(2）如用平衡法，同样应改变它的电量或挑选别的油滴继续测量．同样应有目的地挑选油滴，注意记下P、T.
直流高压稳压电源会同外部接线，既可以调节板间电压的大小，又可以使二板短接，从而使板间场强一定为0．有的还可以改变二板极性，从而对带正电的油滴也能方便地测量．显微镜内至少应有二根水平的叉丝，物镜的焦距较长，焦深也就较大，避免油滴微微有一点前后位移就看不清楚。
【实验步骤】
注意:实验时应安全用电和安全使用射线装置．
2．练习控制油滴和测量
为了测量不致于手忙脚乱而中途失败，先要进行练习：
(1）接通油滴仪电源．
(2）练习控制油滴．喷人少量油雾后，关闭小孔进行观察，利用手动或脚踏开关，一会儿加上电压，一会儿又撤去电压，从中选择一个视上升和视下降速度都适中的油滴进行练习．由加上或撤去电压的操作，做到让该油滴在二叉丝间，要它下就下，要它上就上，做到得心应手才好．注意不要让油滴离开二叉丝的外侧太远，不然就会粘到板上而消失．
图1.3.2是油滴仪的剖面示意图，二块表面光滑的金属圆盘（4和6)，用一厚度均匀的绝缘垫圈垫开成空气平行板电容器．在垫圈圆周的适当位置，分别开有照明窗口（5）和观测窗口（7）以及射线进入窗口等．照明窗口供外部照明灯光进人以照亮电容器内部的空间．观测窗口供显微镜观测板间油滴的运动．射线进人窗口供X射线、紫外线之类的射线进人，使电容器内的少量空气电离，以便改变油滴所带的电量．有的仪器在垫圈边沿放置了放射源，拨开挡片就可以让射线辐照板间空气．电容器的上板（4）中心钻有小孔，上板的上方有二块金属板，一块固定不动，一块可以滑动，中心也钻有小孔（2)，推拉滑动板（10)，可使二板的小孔对齐或错开，这样既能让油滴便于进人电容器内，又能使电容器内的空气同外部空气隔开，避免外部空气的流动引起电容器内的空气也流动，破坏前面讨论的油滴简单受力产生的有规则运动．为了更好地防风，电容器放置在防风罩（3）之内．防风罩上侧开有喷油口（9)，油雾从喷口喷人油雾室（l）后，通过小孔（2）就可以进人电容器内．防风罩固定在底座（11）上，底座下有水平调节螺旋，可以调节它使电容器处于水平状态。
大学物理实验报告系列之密立根油滴实验
（5.8-7）
式中，修正常数 ， 为空气压强。
实验时取油滴匀速上升和匀速下降的距离相等，均为 ，测出油滴匀速下降的时间为，匀速上升的时间为，则。
， （5.8-8）
把（5.8-8）和（5.8-7）代入到（5.8-4）中，得到油滴所带电量的表述式：
（5.8-2）
在两极板之间加电压为 后，三力达到平衡，油滴作匀速运动，此时的速度写为 ，则有
（5.8-3）
联立求解以上二式，可得到
（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
（5.8-5）
有（5.8-2）和（5.8-5）式可得油滴的半径：
（5.8-6）
【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】
MOD-5型密立根油滴仪
【实验原理】
1．测量原理
利用油滴测量电子电荷的基本思想是：带电油滴在电场、重力场以及空气阻力的共同作用下，将静止或作匀速运动，通过测量所加电场的电压和匀速运动的速度，从而测出带电油滴所带电量。进而测量不同的油滴所带电量，由测量的数据可以发现油滴的电量是不连续的，并存在最大公约数，这个最大公约数也就是基本电荷，即电子所带电量。
（5.8-9）
调节平板间的电压，使油滴静止下来，则有 ， ，则上式简化为
（5.8-10）
【实验内容】
静态法测量。选好一颗适当的油滴，加平衡电压，使之基本不动。加升降电压，让油滴缓慢移动至视场上方某一刻度线上，记下平衡电压。去掉平衡电压，油滴开始加速下降，当达到匀速时开始计时，记下此时下降的距离和时间。要求对每一颗油滴测量5～8次，并选择至少5颗不同的油滴进行测量。使用公式（5.8-10）计油滴的电荷。
密立根油滴实验报告编写(1)
密立根油滴实验报告编写(1)密立根油滴实验报告编写一、实验目的：通过密立根油滴实验，测量电子的电荷量。
二、实验原理：当带电油滴经过一定电场后处于平衡状态时，滴子的电荷量与电场强度、电场的电势差和空气阻力有关。
根据库伦定律，由于电子带负电，它被引入到平行板的正极板时会受到排斥力作用，在正极板附近电场强度达到最大，由此可测量出带负电荷油滴的电荷量。
三、实验器材：密立根油滴装置、显微镜、电源、电压计、氧气气体罐、油滴喷嘴。
四、实验步骤及记录数据：1、将氧气气体罐与油滴喷嘴连通，压力设定为8-14Pa，使石油精油细流出。
将油滴喷嘴对准显微镜，调节放大倍数使油滴清晰可见。
2、打开电源，调节电压值，直到水银電流指示器上出现最小分界点，记录下电压值V1。
3、加入测量电势差的电池，调节电压值，直至油滴呈现在垂直方向静止时，记录下电压值V2。
4、重复以上测量步骤，记录出其他的电压值，将数据记录在表格中。
五、数据计算：根据电场强度公式E = V/d，可求出每次测量所得的电场强度值E。
由于带电油滴的电荷量为整数倍的电子基本电荷q，因此计算电子电荷量q = n * (mg / (E * k)), 其中n为测量所得的平均带电油滴的个数，m为油滴的质量，g为重力加速度，k为静电常数。
最后，将多次测量得到的电子电荷量取平均值，得到最终的电子电荷量。
六、实验结论：通过本次密立根油滴实验，我们测量出的电子电荷量为1.6 * 10^-19 C，这个结果与已知的电子电荷量1.6 * 10^-19 C 相符合。
通过这个实验，我们得到了电子电荷量的准确值，并掌握了该实验的步骤和计算方法。
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..。
密立根油滴实验实验报告及误差分析 大学物理实验实验12
大学物理实验12
密立根油滴实验
实验中用到的仪器有MOD-S型密立根油滴仪、CCD成像系统。
在这个实验中我们可以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e。
一、实验目的
二、实验原理（图）
三、实验设备、仪器、用具及其规范
四、实验（测定）方法
五、实验记录、数据处理
六、结果分析及问题讨论
实验中的误差主要有：
（1）理论误差：各地重力加速度g、大气压强等略有差别，造成误差；（2）选择的油滴太大或太小导致误差增大；
（3）人肉眼观察使油滴平衡时会产生误差；
（4）人工计时主观误差较大。
用密立根油滴实验测电子电荷
用密立根油滴实验测电子电荷实验背景杰出的美国物理学家密立根在1909年至1917年所做的测量微小油滴上带的电荷的工作，即所谓油滴实验。
在全世界是享负盛名的，堪称物理实验的典范.Millikan在这一实验工作中花费里近10年的心血，而取得了有重大意义的结果，那就是：(1)证明电荷的不连续性(具有颗粒性)，所有电荷都是基本电荷e的整数倍。
(2)测量并得到了基本电荷即为电子电荷，其值为e=1.60⨯10-19库仑。
现公认e是基本电荷，对其值的测量测量精度不断提高，目前给出的最好结果为：e=(1.60217731±0.00000049)⨯10-19库仑。
正是由于这一实验成就，他荣获了1932年诺贝尔物理奖金。
八十多年过去了，物理学发生了根本的变化，而这个实验又重新站到了实验物理的前列。
近年来，根据这一实验的设计思想改进的用磁漂浮的方法测量分数电荷的实验，使古老的实验又焕发青春，也就更说明，Millikan油滴实验是富有巨大生命力的实验。
n 实验目的本实验的目的，是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。
n 实验原理按油滴作匀速直线运动或静止两种运动方式分类，油滴法测电子电荷分为动态测量法和平衡测量法。
l 动态测量法考虑重力场中一个足够小油滴的运动，设此油滴半径为r，质量为m1，空气是粘滞流体，故此运动油滴除重力和浮力外还受粘滞阻力的作用。
由斯托克斯定律，粘滞阻力与物体运动速度成正比。
设油滴以匀速vf下落，则有(1)此处m2为与油滴同体积空气的质量，K为比例常数，g为重力加速度。
油滴在空气及重力场中的受力情况如图8.1.1-1所示。
若此油滴带电荷为q，并处在场强为E的均匀电场中，设电场力qE方向与重力方向相反，如图8.1.1-2所示，如果油滴以匀速vr上升，则有(2)由式（1）和（2）消去K,可解出q为：(3)由（3）式可以看出来，要测量油滴上的电荷q，需要分别测出m1，m2，E，vr，vf等物理量。
密立根油滴实验报告
进行测定[1]。其中由美国物理学家密立根(likan)设计完成的密立根油滴 实验，在近代物理学的发展史上是一个十分重要的实验,它不但有深刻的哲学意 义[2]，还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。
整理为 word 格式
密立根油滴实验报告
正式测量： 1.平衡法（静态法）测量 (1) 连接好仪器，将仪器表面调水平，打开监视器和油滴仪的电源； (2) 向喷雾口喷油后，关上油雾孔开关； (3) 将 K1 置向一极，K2 置“平衡”档，按下联动开关； (4) 选择一颗合适的油滴，调节“平衡电压”电位器 W，使之达到平衡； (5) 将已调平衡的油滴用 K2 控制移到“起跑”线上（一般取第 2 格上线），按 K3
2. 动态法测量 (1) 选定测量的一段距离（取第 2 格上线至第 7 格下线），然后把开关拨向“下
降”，使油滴自由下落； (2) 测量油滴匀速下降经过选定测量距离所需要的时间 tg，为了在按动计时器时
有思想准备，应先让它下降一段距离后再测量； (3) 测完 tg 把 K2 拨向“平衡”，做好记录后，再施加 400V 的上升电压，将 K2 拨
仪器主要由油滴盒、CCD 电视显微镜、电路箱、监视器等组成。 油滴盒是重要部件，加工要求很高，其结构见图 1：
8．上盖板
1．油雾杯 2．油雾孔开关 3．防风罩 4．上电极 5．油滴盒 6．下电极
7．座架
10．油雾孔
9．喷雾口 11．上电极压簧
12．油滴盒基座
图1
整理为 word 格式
密立根油滴法测电子电量
6πaηL/t Q mg
4a36aL/t 0
3
5
从上式即可求出油滴半径和油滴质量
a 9 L 2 gt
3
m
4
3
9L
2gt
2
油滴半径在10-6m左右，与空气分子间隙大致相等，
空气介质不能再认为是连续的。斯托克斯流体力学
定律仅适用于连续介质。所以空气粘滞系数η应作
如下修改
'
1 b pa
式中，b为常量8.22*10-3 m.Pa.，p为大气压强
19C
2
实验原理：
U+
如图所示，当一带电油滴在垂直 QU/d
方向的电场中处于静态平衡时，
有
QUd mg0
Q
d
其中，U为两极板间的电势差，d 为两极板间的距离，g为重力加 速度，m和q为油滴质量和所带 电量。若U、d、g和m为已知量 或可被测出，就可求得油滴所带 电量Q。
mg U-
3
U+
由于带电油滴的质量m很小，要采
i1 nm m 1
i1
10
标准形式 e=e±Se 百分差 E0 =(e-e0)/e0*100%
思考题见桌子上的讲义示范板。
11
分别对方程组两边求平方和可得
m
m
作为变量，对方程左式求导，并令导数为0， 以期求得使∑(Δem)2为最小值的e ，得
求导数得
eim 1(Qmenm)2 0
m
m
nmQm enm2 0
i1
i1
m
得
nmQm
e
i1 m
n
2 m
标准偏差
Se
m (Qm e)2
6
密立根油滴实验报告实验过程
密立根油滴实验报告实验过程密立根油滴实验是由美国物理学家罗伯特·密立根于1909年提出的，通过测量油滴受重力和电场力的平衡来确定电子的电荷量。
以下是密立根油滴实验的具体步骤和实验结果分析。
实验材料和仪器准备：1. 密立根油滴仪：包括一个平板电容器、一台望远镜、一个雾化机、一个震荡机和一个电源。
2. 油滴：实验中使用的油滴是细小的油滴，通常使用甘油油滴。
3. 架子：用于将油滴放在平板电容器上。
实验步骤：1. 准备实验仪器并将它们正确地安装。
2. 使用雾化机在架子上产生一些油滴。
确保油滴尽可能小且均匀。
3. 打开震荡机，使架子上的油滴漂浮在空中，并通过望远镜观察和对焦。
4. 使用电源给平板电容器施加电场。
通过调节电压和极板之间的距离，使电场可以对油滴产生作用力。
5. 通过望远镜观察油滴的运动情况。
测量并记录油滴的位移和时间。
6. 分别改变电场的方向和大小，并记录油滴的运动情况。
实验结果分析：1. 根据实验数据，可以计算得到油滴的电量、电荷和质量。
根据油滴的质量和电荷，可以得到电子的电荷量。
即e = (mg/q) * d，其中m是油滴的质量，g 是重力加速度，q是油滴的电量，d是油滴的位移。
2. 通过多次重复实验，利用统计学方法，可以得到较准确的电子电荷量。
3. 如果实验过程中电场的大小和方向发生了变化，油滴的移动情况会发生改变。
通过对油滴运动轨迹的观察和记录，可以了解电场力对油滴的作用。
实验注意事项：1. 实验过程中要保持实验装置的稳定，避免干扰因素的引入。
2. 在实验过程中，要及时记录实验数据和照片，以备后续分析和验证结果。
3. 进行实验时，要注意安全操作，避免发生电击等事故。
密立根油滴实验是一种经典的物理实验，通过测量油滴在电场中的运动情况，可以确定电子的电荷量。
实验步骤简单明了，且结果可靠。
通过密立根油滴实验的开展，可以深入理解电子的基本性质和电磁力的作用。
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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Un= 119V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
t1 t2 t3 t4 t5 平均值t
44.5 40.3 39.2 42.0 41.6 41.5
油滴二：平衡电压Un= 20V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
t1 t2 t3 t4 t5 平均值t
27.9 28.1 28.0 29.5 29.2 28.5
油滴三：平衡电压Un= 11V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
t1 t2 t3 t4 t5 平均值t
31.6 31.8 30.9 32.0 31.9 31.6
油滴四：平衡电压Un= 21V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
t1 t2 t3 t4 t5 平均值t
14.8 15.3 15.2 15．0 15.6 15.2
油滴五：平衡电压Un=27 V 下降距离垂直4格2.00mm 单位：S
t1 t2 t3 t4 t5 平均值t
29.8 30.1 28.9 30.5 29.7 29.8
3.根据公式 q=nUtt2/314)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
油滴 电量q 基本电荷数目n n=q/e e
一 3．7*10-19 2
1.85*10
-19
二 4.2*10-18 26
1.61*10
-19
三 6.2*10-18 39
1.59*10
-19
四 1.01*10-17 63
1.60*10
-19
五 1.6*10-18 10
1.60*10
-19
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。