密立根油滴实验4088.pdfVIP

广州大学学生实验报告 院（系）名称 班 姓名 专业名称 别 学号 实验课程名称 实验项目名称 实验时间 实验地点 实验成绩 指导老师签名 内容包含：实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳 （数据、 图表、计算等）、实验结果与分析、实验心得 【实验目的】 密立根因测出电子电量及其他方面的贡献，荣获 1923 年度诺贝尔物理奖．从他 的成功过程可看出，在科学探索中，只要具备了基本条件，思想方法正确，百折不挠 地干下去，认识就能不断深化，并能最终获得成功。本实验的目的，是通过亲自验证 电荷的颗粒性，并在测定电子电量。的过程中，学习密立根的物理思想、实验技术和 坚韧不拔的科研精神。 1.通过对带电油滴在重力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。 2.通过实验对仪器的调整，油滴的选择耐心的跟踪和测量以及数据的处理等，培养严 肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。 【实验使用仪器与材料】 主要设备为油滴仪，其他设备有直流高压稳压电源、放射线装置、显微镜、照明 灯、秒表、喷雾器等． 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 1 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。 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． 油滴仪的调整 (l）检查电路．检查接线正确后，接通电源让直流高压稳压器预热，但暂不跟电容器 接通． (2）调整电容器水平．拿下油滴仪顶盖 （8)，调节底座螺旋，使水准器显示电容器水 平． (3）粗调照明灯光．调节灯具使灯光从前侧照明窗口水平照向板间中心． (4）粗调显微镜．调节显微镜使镜轴水平，并正对观测窗口，调节目镜使叉丝清楚， 并使二根叉丝水平． (5）仔细对显微镜调焦．推动滑板使它的小孔与电容器上板的小孔对齐，把比如细竹 签之类的调焦针，从小孔中插到电容器内部，再一边从显微镜内观察，一边调节显微 2 镜至窗口的距离，直到看清楚调焦针，根据针像二端的位置，调节显微镜的上下位置， 使镜轴大致通过板间中心． (6）仔细调节照明灯光．细调灯光俯仰，使针像上下一样亮，调节侧照程度，使针像 边缘尽可能亮而背景尽可能暗，这对能否清楚看到油滴很重要．调好后拔出调焦针， 盖上仪器顶盖． (7）调好后观察到仪器内的现象．用喷雾器从喷油口向内急速喷人少量油雾（不要连 续几下大量喷雾，不然小孔会被油堵塞）并及时从显微镜中观察，可看到：刚喷雾时， 因大量油滴对光的散射，板间亮度明显增大；几秒钟后，因大部分油滴已落去，板间 散射光的油滴减少，板间变暗，这时看到的二板空间，很像是点点