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文档简介
3-1 密立根油滴实验,0910200 方啸,1833年法拉第发现了电解定律,该定律指出:从电介质中分解出一克当量原子的任何物质,都需要用相同的电量通过相应的电解质。为了验证电量量子化并求出基本电荷量e,道孙德、汤姆逊、威尔逊等做了大量工作。密立根在前人工作的基础上,从1907年开始进行基本电荷量的测量,并与1911年发表了他的结果。 密立根油滴实验是一个非常著名的经典物理实验,其重要意义在于它直接显示出了电量的量子化,并最早测定了电量的最小单位基本电荷电量e,即电子所带电量。这一成就大大促进了人们对电荷物质结构的认识和研究。 油滴实验中将微观量测量转化为宏观量测量的巧妙设想和精确构思以及用比较简单的仪器,测得比较精确而稳定的结果都是富有创造性的。,背景,了解密立根将基本电荷的测量转化为宏观量测量的实验思想,以及实现精确测量所做的努力; 掌握用油滴法测量基本电荷量的方法,并测定基本电荷量; 通过测量和数据处理,经受一次毅力、细心和严谨的实验作风的训练。,实验目的和要求,实验原理,实验原理,(五)测定e的方法 法一:选定一个油滴,用放射源照射它,改变其所带电量,测定n次电量,求其最大公约数,即为基本电荷量e。 法二:选取不同的带电油滴,分别测量其所带电量,求这些电量的最大公约数,即为基本电荷量e。 本实验采用第二种方法,实验原理,南京大学生产的OM98型CCD微机密立根油滴仪一台,喷雾器一个。 油滴仪主要由油滴盒、CCD摄像显微镜、电路箱、监视器等组成。,实验仪器,需测量的数据: (1)油滴处于静止状态: 调节电压使其静止时的平衡电压V,去掉电压油滴匀速通过 和所用时间 。 (2)油滴在电场中匀速运动: 两极板不加电压时油滴匀速下落的 和所用时间 。使其匀速上升所加的电压V,这时油滴通过 和所需时间 。,实验内容,本实验采用测量不同带电油滴所带电量,求最大公约数的办法测定基本电荷量e。分下面两种情况测量: (一)带电油滴处于静止状态的情况 (二)带电油滴在电场中匀速运动的情况 将本实验中测得的e值与该精确值加以比较,以精确值做标准求实验值的相对误差。,实验内容,注: 实际上,由于实验误差的存在,对各油滴所测量的电量 ,不可能恰好有一个最大公约数。为了方便处理数据,要尽量选择带电量少的油滴进行测量。 如果测量的油滴足够多,在计算出各油滴的 后,用其中最小的一个分量除 。若商都近于整数,则最小量极有可能相应于基本电
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