太原理工大学大物实验密立根油滴实验（28页）.pptx

太原理工大学物理实验中心;、实验历史背景及意义;其值为6=1.60x10-19库仑。现公认^是基本电荷，对芄值的测景测景精度不断提高，0前给出的最好结果为：6=(1±0乂10-19库仑。

1916年密立根又解决了光电效应的精确测量问题，第一次由光电效应实验测量了普朗克常数心

密立根教授由于测量电荷和研究光电效应的杰出成就，荣获1923年诺贝尔物理学奖。

人们用类似的方法测定基本粒子夸克的电量。

因为实验设计巧妙，设备简单，原理清楚，所得数据准确且结果稳定，无论在实验的构思还是在实验的技巧都堪称一流，是一个著名的有启发性的实验，因而被誉为实验物理的典范。;二、实验目的;三、实验原理

如何测量微观电荷量9?

思路：转化测量法

找到一个宏观测量量

用喷雾器将油滴喷入两块水平放置的平行板之间，油滴在喷射时由于摩擦一般都是带电的。对油滴所带电荷量的测量实验设计思想:使带电油滴在测量范围内处于受力平衡状态，最终通过力F这个物理量作为桥梁，转化为对油滴运动的位移I和所需时间tg的测景。;1.加电场，油滴静止;2-不加电场，油滴匀速下落

在平行板未加电压时，油滴受重力的作用而加速下降，由于空气粘滞阻力￡的作用，下降一段距离后，油滴将匀速运动，速度为此时亡与111叾平衡。

?由斯托克斯定律知，粘滞阻力为：;3

2;将(4)式代入(3)式得;四、实验内容：

用静态（平衡）法测定电子的电荷

1、熟悉仪器的使用

2、调整仪器

3、练习控制油滴

4、练习选择油滴

5、对同一油滴进行5次测量;{;777?：;/将油从油雾室的喷雾口喷入（喷一次即可），微调测量显微镜的调焦手轮，这时视场中出现大量清晰的油滴，如夜空繁星。;/注视其中的某一颗，仔细调节平衡电压，使这颗油滴静止不动。

＜然后去掉平衡电压，经过一定距离，油滴匀速下降，下降一段距离后再加上平衡电压和提升电压，使油滴上升。

＜如此反复多次地进行练习，以掌握控制油滴的方法。记录油滴经过两条横丝间距所用的时间。;3,用平衡法测量

将己调平衡的油滴用“提升”控制移到起跑线上（从第一道线），然后拨向“0广,油滴开始匀速??降的同时，计时器开始计时，当油滴到终点时（倒数第一道线处〉，计时立即停止，迅速将电压拨至“平衡”,然后“提升”。

重复上述过程5次，分别记录平衡电压V和匀速下降时间tg。;六、数据记录及处理

(1)数据处理方法：

己知：

油的密度/?=981

重力加速度发=9.79701/52空的粘滞系数//=1.83X105/111.8

油滴下降距离/=2.00X10_3111

常数6=8.22X

大气压戸=1.013乂10^3平行极板距离6/=5.00X103111;?将以上数据代入上式得;1、“倒过来验证”的办法进行数据处理

为了证明电荷的不连续性和所有电荷都是基本电荷6的整数倍，并得到基本电荷^值，我们可用“倒过来验证”的办法进行数据处理，即用公认的电子电荷值6=1.602X10^6去除实验测得的电荷量小得到一个接近与某一个整数的数值，这个整数就是油滴所带的基本电荷的数目72,再用这个77去除实验测得的电荷量0即得电子的电荷值&

?根据公认值处理实验算相对误差;2、“最大公约数法”进行数据处理

此法需要大量的油滴数椐，计算出各油滴的电荷求它们的最大公约数，即为基本电荷6值。此法是在不知道单位电荷的公认值的前提下，从对实验数据的处理中获得单位电荷的实验值。这样比较符合研究物理实验的规律，而片此法在理论上容易让学生接受。然而在实际处理中是件比较困难的事，第一必须测量大量的油滴数据，第二必须具备较好的数学功底，所以在实验中不易实现。;(2)数裾表格;七、注意事项;②测量油滴匀速下降一段距离1所需要的时间\时，应先让油滴下降一段距离后再测量时间。

选定测量的一段距离匕应该在平行板之间的中央部分，即视场中分划板的中央部分。

若太靠近上电极板，小孔附近有气流，电场也不均匀，会影响测量结果。若太靠近下电极板，测量完时间％后，油滴容易丢失，影响测量。;八、思考题;附录;6=4.770*静电单位电荷。这一著名的油滴

实验曾轰动整个科学界，使密立根名扬四海。1916年密立根又解决了光电效应的精确测量问题，第一次由光电效应实验测量了普朗克常密立根教授由于测量电荷和研究光电效应的杰出成就，荣获了1923年度诺贝尔物理学奖金