大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告密立根油滴法測(cè)電子電荷實(shí)驗(yàn)

1、大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：油滴法測(cè)電子電荷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)測(cè)量元電荷的方法，并訓(xùn)練物理實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和堅(jiān)韌不拔的科學(xué)精神。實(shí)驗(yàn)儀器：密立根油滴儀，噴霧器，氣壓計(jì)等。實(shí)驗(yàn)原理：按油滴作勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止兩種運(yùn)動(dòng)方式分衣平衡測(cè)量法。J態(tài)測(cè)量法考慮重力場(chǎng)中一個(gè)足夠小油滴的運(yùn)動(dòng)，設(shè)此油溢故此運(yùn)動(dòng)油滴除重力和浮力外還受粘滯阻力的作用。速度成正比。設(shè)油滴以勻速Vf下落，則有此處叫為與油滴同體積空氣的質(zhì)量，K為比例常場(chǎng)中的受力情況如圖示。由（3）式可以看出來，要測(cè)量汕滴上的電荷6需要為中一O由噴霧器噴出的小油滴半徑r是微米量級(jí)，直接測(cè)量其質(zhì)量而帶之以容易測(cè)量的量。設(shè)油與空氣的密度分別為pLp2,二6

2、兀2，此處r|為粘度，f為物體半徑，于是可將公式（4：2gr2因此,2g（Q-燉）以此帶入（3）并整理得到（門-P2）&121、（1+-Ev因此，如果測(cè)出Vf和r|,ppP2,E等宏觀量即可得:再將此心值帶入m中，并以m入式，得第相當(dāng)空氣1*71+4(1+1.1-UtjS-q=9心選定之后在實(shí)驗(yàn)過，式中有些量和實(shí)驗(yàn)儀器以及條件有關(guān)，等，將這些量與常數(shù)一起舟C代表，可稱為儀器常數(shù)，于是衡測(cè)量法平衡測(cè)量法的岀發(fā)點(diǎn)是，使油滴在均勻電場(chǎng)中靜止在動(dòng)。當(dāng)油滴在電場(chǎng)中平衡時(shí)，油滴在兩極板間受到的電場(chǎng)h衡，從而靜止在某一位置，即qE二（一搐2）S油滴在重力場(chǎng)中作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，情形同動(dòng)態(tài)測(cè)量法，來則有I元電荷的測(cè)

3、量方法M一必）百11+測(cè)量油滴上帶的電荷的目的是找出電荷的最小單位氏出其所帶的電荷值珥，它們應(yīng)近似為某一最小單位的整數(shù)倍,或油滴帶電量之差的最大公約數(shù)，即為元電荷實(shí)驗(yàn)中采用紫外線，X射線或放射源等改變同一油滴所荷的改變值A(chǔ)q,而Aq值應(yīng)是元電荷的整數(shù)倍。即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)習(xí)控制油滴在視場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，并選擇合適的油滴測(cè)量元I或-個(gè)油滴所帶電荷改變欲以匕1.選擇適當(dāng)?shù)挠偷尾y(cè)量油滴上所帶電侖要做好油滴實(shí)驗(yàn)所選的油滴體積要適中，大的油滴雖然【下髓度太肉不容剔1準(zhǔn)確；太小則受布朗運(yùn)動(dòng)的影響明顯剔旌確。因此應(yīng)該選擇質(zhì)量適中，而帶電不多的油滴。2調(diào)整油滴實(shí)驗(yàn)裝置1曲饗*V-I電彊扳川粒t訥昶Kfr：-?ir|*：

4、xI編板汕h；WA；11I電撕戦IEM：12-卜電ftWH&il；l5也満肚*冷上蓋板(8)的小孔中，此時(shí)上下極板必須處于短路狀態(tài),電源或涉及人身安全。調(diào)整目鏡使橫絲清晰，I或玻璃絲成像在橫絲平面上，并調(diào)整光源，使I整好后望遠(yuǎn)鏡的位置不得移動(dòng)。取出銅絲或玻壬好屏幕盒蓋板。當(dāng)油霧從噴霧口噴入油滴室內(nèi)后，視場(chǎng)中將出現(xiàn)大量清I上平衡電壓，改變其大小和極性，驅(qū)散不需要的油滴，練習(xí)搭為了提高測(cè)量結(jié)果的精確度，每個(gè)油滴上下往返次數(shù)不:油滴或一個(gè)油滴所帶電量改變7次以上。(1)首先要調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，將1f 3讀取實(shí)驗(yàn)給定的其他有用常數(shù)計(jì)算電荷的基本單位（數(shù)據(jù)處理方法不限），并選取一,實(shí)驗(yàn)I步、驟根據(jù)軟件提示操作。數(shù)據(jù)表格及數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)記錄表格nXP0X0。油滴平衡電壓油滴下落時(shí)間油滴帶電量X.數(shù)據(jù)處理利用（3式計(jì)算各油滴帶電量填入上表；根據(jù)上表數(shù)據(jù)利用軟件可求得：基本電荷X標(biāo)準(zhǔn)差。X相對(duì)誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)論：油滴法能較為精確地測(cè)量電子電荷。思考題：1.若油滴室內(nèi)兩容器極板不平行，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響。答：若油滴室內(nèi)兩容器極板不平行，則油滴所受電場(chǎng)力不在豎直方向上，故不能保證油滴做直線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算公式條件不成立，求出來的電子電荷數(shù)量不準(zhǔn)確。2.若所加視場(chǎng)方向使得電荷所受電場(chǎng)力方向與重力方向相同，能否利用本實(shí)驗(yàn)的理論思想和方法測(cè)得電子電荷e答：若所加視場(chǎng)方向使得電荷所受