《密立根油滴实验(东南大学).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《密立根油滴实验(东南大学).doc（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、密立根油滴实验一、实验目的：1. 掌握用平衡法测电子电荷的方法。2. 证明电荷的不连续性，测定基本单位电荷值的大小。二、实验原理：将油滴用喷雾器喷入电压为U，距离为的两平行板之间，如图1。UdqEmg+- 图1由于油滴带有电荷，调节两平行板电压U，可以使油滴静止。设其电量为q，质量为m，此时有： （1）如果知道了U，m，则可以求出油滴电量q。其中U，可以直接由仪器上读出，但是质量m不易直接测量，一般采用如下方法测量：若U=0，即平行板不加电压，油滴受重力作用加速下降。由于空气阻力的作用，油滴下降一段距离之后以速度匀速下降，此时，阻力与重力mg平衡，如图2（空气浮力忽略不计），即： （2）粘滞阻
2、力其中，是空气的粘滞系数，是油滴的半径。重力mg空气浮力f 图2设油滴的密度为，油滴的质量m可以用下式表示： （3）由（2）、（3）式得到油滴的半径 （4）对于半径小到10-6米的小球，空气的粘滞系数应作如下修正： （5）其中，b是修正系数，b=6.1710-6m厘米汞柱，p为大气压强，单位用厘米汞柱。则 （6）其中，修正项中的油滴半径可以用（4）去计算。将（6）式代入（3）式，得 （7）当两极板之间的电压为零时油滴匀速下降的速度可以用下面的方法测出：设油滴匀速下降的距离为，时间为t，则 （8）将（8）式代入（7）式，然后将结果代入（1）式，得 （9）三、实验仪器：MOD-V型 密立根油滴仪。
3、四、实验步骤：1. 调节仪器底部螺丝，使水平仪指示水平。此时油滴仪处于水平状态。图3是仪器的面板分布示意图。视频输出电压显示计时显示电压调节清零水平仪CCD电源视频输入 电源升降平衡测量MOD-V型密立根油滴仪 图32. 用喷雾器向油滴室喷油，转动显微镜的调焦手轮使屏幕上出现清晰的油滴图像。3. 将仪器面板上的拨动开关置于“平衡”档，调节极板间的平衡电压，使屏幕上保留一个适当的油滴。这个油滴应该在平衡电压为200V以上时，能在20-30s内匀速下落2mm为宜。记下平衡电压U。4. 通过调节平衡电压或者将拨动开关置于“升降”档，使油滴到达显示器上方适当的位置。5. 将计时器清零，将拨动开关置于“
4、测量”档（此时平行板间的电压为零。）计时器开始计时，当油滴匀速下降2mm时将拨动开关置于“平衡”档，此时计时器停止计时，记下油滴运动的时间t。同时，调节平衡电压使油滴静止，记下新的平衡电压。按照第四步操作，使油滴到达显示器上方的适当位置。6. 重复第五步，对同一个油滴进行5次测量。7. 更换油滴重复上面的测量。共测量5个油滴。五、数据处理：先用已知的参数对（9）式化简，=981kg/m3，g=9.80m/s2，=1.8310-5kg/ms，=2.0010-3m，b=6.1710-6mcm（Hg），p=76.0cm（Hg），d=5.0010-3m于是对（9）式化简有 （10）需要指出的是用上面的式子算出来的只是近似值。原因在于有些参数是温度或者位置的函数。可以用求最大公约数或者作图法得到单位电荷。一般用公认的电子电荷值e=1.6010-19C去除实验测得的值，于是就得到一个接近于某个整数值，此整数值就是油滴所带基本电荷的数目n。然后用n去除测得的电量，就得到电子电荷的电量值e。参考表格如下：( 室温： )NO.U （V）t (s)q(10-19C)ne(10-19C)12345六、思考题1若平行极板不水平，对测量有何影响？2怎样判断油滴所带电荷量的改变？
