密立根油滴实验报告
山东英才职业技术学院实验报告 大学物理实验 课程 20## 年 3 月 16 日 机械 学院系 本科一 班 姓名 学号 同组人姓名 实验题目密立根油滴实验测电子电量 成绩 一、实验目的 1、验证电荷的不连续性2、测定电子电量。 二、实验仪器用具 计算机及其仿真软件 三、实验原理 1、设两个极板之间不加电压当重力和空气阻力达到平衡时油滴将做匀速下降如图所示。设其速度为gv则有 gvrgr6343 1 2、当极板两端加上合适的电压为1U时使油滴处于静止状态则有 03413dUqgr 2 由1式和2式联立即可测得油滴的电量为ggtlv/ gtUldqg2182/312/32/3 3 3、粘滞系数的修正由于油滴小不能视为连续介质 gtlgpb231 4 式中b为常数p为大气压强将4式代入3式则有 2/312/32142/312/32/32/31110960.1110430.111231218ggggtUttUtlgpbgldq 5 四、实验内容 一启动软件双击桌面“大学物理仿真实验”软件图标→在菜单上单击“油滴实验”按钮→单击窗口中的“开始实验”图标。 二仪器调节 1?6?1?6?1图Ud 1调平仪器按照要求调节调平螺丝使气泡处于气室中央。 2、调焦显微镜用左键和右键在调焦窗口中单击调焦齿轮使右边窗口中金属丝的像清晰可见。 三实验内容及步骤 1、单击电压表进入实验状态→单击电源开关接通电源→单击油滴盒弹出观察窗口 2、在显微镜视野中选择1号油滴调节平衡电压至216V时油滴静止。依次测得它通过距离为l时所用有时间分别为0.740s、7.40s、7.46s、7.43s。计算结果如下 1计算得到平均时间 stg423.7 2将平均时间和平衡电压代入5式计算油滴所带电量为 10028.3423.72161423.710960.1110430.1182/32/3214Cq 3基本电荷数0.19925.181060.110028.31918理论eqn取整 4电子电量的测量值10599.1103.0281918Cnnqe测 5电子电量的相对误差063.060.160.1599.1/191919标标测eeeE 3、再选择不同的2号和3号油滴分别测得平衡电压和时间如表。 4、10599.13119Ceei测测 5、相对误差063.0602.1602.1599.1/标标测eeeE 数据记录表格 油滴序号 油滴运行时间 1 2 3 测e 平衡电压V 216 290 230 1gts 7.40 7.46 7.28 2gts 7.40 7.31 7.50 3gts 7.46 7.37 7.46 4gts 7.43 7.37 7.48 gts 7.423 7.378 7.430 油滴电量Cq 1810028.3 1810276.2 1810839.2 基本电荷数标eqn/ 19.0 14.0 18.0 测量值nqe/测 1910594.1 1910626.1 1910578.1 1910599.1 相对误差标标测eeeE/ 063.0 基本常数 重力加速度2/80.9smg油滴密度20/9813Ctmkg大气压强cmHgp0.76 常数cmHgmb61017.6油滴匀速下降距离mml00.2平行极板间距mmd00.5 空气粘滞系数20/10832.15Ctsmkg电子电量Ce191060.1标。
…… …… 余下全文
，并运用差值法处理了相应数据，得出了元电荷e的值，验证了电荷的量子性，同时也了解了密立根巧妙的设计思想，进一步提高了实验技能。
，带电量为
，在极板间不加电压，且不忽略空气浮力的情况下，油滴将受到了两个力的共同作用（如图5.8-1）：重力
和油滴运动时空气的粘滞力
（5.8-1）
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。
用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的平行极板之间。油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。设油滴的质量为m，所带的电量为q，两极板间的电压为V ，如图 1 所示。如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：
(1)
后，阻力
与重力mg平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。此时有：
(2)
是空气的粘滞系数，是
油滴的半径。经过变换及修正，可得斯托克斯定律：
(3)
，空气浮力
，电场力
，以及总是跟运动方向相反的斯托克斯粘滞阻力
，如图1示。
，使得
，即
（1）
(1)
后，阻力
与重力mg平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。此时有：
(2)
