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实验项目名称

密立根油滴实验

实验项目类型综合性实验

时间2011年9月27日

注意：本文档中预习报告只抄有灰色底纹部分的内容

[实验目的]

1.通过对带电油滴在重力场和静电场中得运动的测量，验证电荷的不连续性，

并测定电子电荷的电量值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。

[实验原理]

一个质量为m，带电量为q的油滴处在二块平行极板之间，在平行极板未

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

后，油滴将作匀速运动，速度为V，这时重力与阻力平衡（空气浮力忽略不计），

g

如图1所示。根据斯托克斯定律，粘滞阻力为



f6aV

rg



式中是空气的粘滞系数，a是油滴的半径，这时有



6aVmg（1）

g

当在平行极板上加电压V时，油滴处在场强为E的静电

场中，设电场力qE与重力相反，如图2所示，使油滴受电场

力加速上升，由于空气阻力作用，上升一段距离后，油滴所受

的空气阻力、重力与电场力达到平衡（空气浮力忽略不计），

则油滴将以匀速上升，此时速度为Ve，则有：



6aVqEmg（2）

e

又因为EV/d（3）

由上述（1）、（2）（3）式可解出



dVV

qmgge（4）

VV

g

为测定油滴所带电荷q，除应测V、d的速度Ve、Vg外，还需知油滴质量

m，由于空气中悬浮和表面张力作用，可将油滴看作圆球，其质量为

3



m(4/3)a（5）

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式中是油滴的密度。

由（1）和（5）式，得油滴的半径

1



9V



2

g

（6）

a





2q

