近代物理實驗

近代物理實驗第1頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四實驗開設(shè)背景實驗?zāi)康膶嶒炑b置實驗原理實驗內(nèi)容與方法思考題第2頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四直接地顯示出了電量的量子化，并最早地測定了電量的最小單位—基本電荷電量e

巧妙地將微觀量測量轉(zhuǎn)化為宏觀量測量

第3頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四了解密立根（R.A.Millikan）將基本電荷的測量轉(zhuǎn)化為宏觀分測量的實驗思想，以及實現(xiàn)精確測量所做的努力；掌握用油滴法測量基本電荷量的方法，并測定基本電荷量；通過測量和數(shù)據(jù)處理，受一次毅力，細(xì)心，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞黠L(fēng)的訓(xùn)練。第4頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四第5頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四第6頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四（一）基本原理帶電油滴在平行板電場中的受力第7頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理受力分析：（1）重力F1：（2）空氣浮力F2：（3）電場力F3：（4）空氣粘滯阻力F4：第8頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理（二）油滴半徑r的測量油滴以速度Vg勻速下降時滿足：F1–F2=F4可得：第9頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四實驗原理（三）空氣粘滯系數(shù)的修正

實驗中選用的油滴很小，空氣已不能看作是連續(xù)媒質(zhì)，需對空氣粘滯系數(shù)進(jìn)行修正。A為修正常數(shù)。第10頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四（一）靜態(tài)測量法：對選定的帶電油滴，通過調(diào)節(jié)加在A、B兩極板上的電壓使其靜止，記下平衡電壓V，然后將電壓去掉，油滴下落，測量油滴勻速通過距離Sg所用的時間tg。計算出油滴勻速下落的速度Vg，油滴的半徑r，計算油滴所帶電量q。（二）動態(tài)測量法：對選定的帶電油滴，先在兩極板不加電壓的情況下，測出油滴勻速下落Sg距離所需要的時間tg，以求出油滴勻速下落的速度Vg，然后，在兩極板上加一適當(dāng)?shù)碾妷海褂偷我赃m宜的速度勻速向上運動。記下這時的電壓V，測量油滴通過SE所需時間tE。計算出兩極板上加電壓V時，油滴勻速上升的速度VE進(jìn)而計算出油滴所帶電量q。共測10個油滴，分別求出其各自所帶電量，求出這些電量的最大公約數(shù)，即e值，并與精確值作比較，求出本實驗值的相對誤差。第11頁，共12頁，2023年，2月20日，星期四試定性分析本實驗的誤差來源。已知油滴儀上所用的電壓表是1.5級，兩極板間距d和分劃板標(biāo)尺誤差為2×10-5m，設(shè)空氣粘滯系數(shù)誤差為

2×10-7kg/ms，一次計時反應(yīng)誤差為0