密立根油滴实验大学物理实验PPT幻灯片课件

密立根油滴实验，从1907年到1913年密立根采用在电场和重力场运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所具有的电量是某最小电荷的整数倍，该最小电荷值为电子电荷。 1、密立根油滴实验取得了两项重大成果：一是证明哪个带电物体具有的电荷是基本电荷e的整数倍，正确测量基本电荷的数值；二是证明电荷的不连续性，即电荷具有量子性。 2、实验目的，(1)学习密立根油滴实验的设计思想。 测量基本电荷的电量，加深对电荷“量子性”的理解。 验证电荷的不连续性。 (2)通过带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，测量基本电荷值。 (3)通过实验仪器的调整、油滴的选择、跟踪和测量、实验数据处理等，培养学生严格的科学实验态度。 3， 2 .实验设备、密立根油滴计、油雾室、平衡水泡、CCD物镜、极板电压切换开关、定时开关、平衡电压调整、CCD、上升、平衡、下降切换开关、联动键、4、喷雾器、物镜可动旋钮、正负极板、5、显示器、开关、 根据垂直显示调整、水平显示调整、定时显示、电压显示、6、7、实验原理、带电油滴在电场和重力场中受到的力和运动状况，测定基本电荷的电量。 8、实验原理、质量m带电量q的油滴在两平行极板间运动，设两极板间电压为u、极板间距离为d。 油滴在极板之间同时受到重力和电场力的作用。 若调节两极板间的电压u，则电场力和重力变得平衡，即9、电场的存在被谋求的10、实验原理、为了测量油滴的带电量q，除了v和d以外，还需要测量油滴的质量m，以下导出测量m的式子。 11、实验原理、在两平行极板之间没有施加电压的情况下(即，没有电场的情况下)，施加于油滴的电场力消失，重力加速降低，并且还受到空气阻力(粘性阻力)作用，根据斯托克斯定律，粘性阻力为12、实验原理，a是油滴的半径，是空气的粘性系数，是油滴运动的速度油滴达到一定的速度(精加工速度)时，粘性阻力和重力平衡(空气的浮力不被忽略)，油滴等速下降，13、不存在电场，在两平行极板间没有施加电压时，即不存在电场时，fr、mg、14、 15、实验原理认为油滴半径小于10-6米时，其半径与空气中分子的平均自由程可比较的空气不是连续介质。 空气的粘性系数应该修正如下。 16，b为修正常数，b=8.2210-3mPa，p为大气压力(单位为Pa )，a为未修正的油滴半径。 关于修正后的油滴半径，对于、等速运动的油滴，其下降距离、所需时间与速度的关系如下：数据记录与处理(1)数据处理方法：油的密度=981kg/m3重力加速度g=9.797m/s2空气的粘性系数=1.8310-5kg/将上述数据代入ms油滴下降距离l=2.0010-3m常数b=8.2210-3mPa大气压P=1.013105Pa平行极板距离d=5.0010-3m、20时，调整(2)数据表、22、实验步骤-调整设备、(1)测量仪器底部的调平螺钉，使水平仪的气泡向中央移动(2)降低显示器亮度，使对比度达到最高。 (3)从油雾室旁边的喷雾口喷油(12次即可)微调显微镜的对焦手柄，使视野中出现很多清晰的油滴。23、24、选择适当的油滴，(1)将油滴计的转向开关K1置于“ ”或“”上，将功能键K2置于“平衡”阶段，观察几个缓慢运动的油滴，注视其中之一，微调显微镜，清晰该油滴，在80300V之间平衡(2)将k2开关分别设为“提升”或“0V”，观察该油滴上下自由移动，将其移动到屏幕上的某个刻度线上，使k2处于“平衡”阶段，保持平衡。 25、选择适当的油滴，(3)将k2置于“0V”的阶段，油滴向下移动的同时计时器自动计数，油滴向下移动2刻度，正好在刻度线上时，将k2置于“平衡”，计时器停止时，画面右上方显示该油滴移动2刻度的时间。 在该时间再乘以4的话，在油滴等速下降2mm的推测时间内，在该时间内选择830s的油滴，进行26 .本测定，(1)为了正确地判断该油滴是否达到平衡，在有分化板的横线附近滴下油滴(最好选择平行极板之间的中间部分)。 观察时间约为十几秒钟，如果在该时间内油滴不怎么在平衡位置附近漂移，则认为油滴处于平衡状态，此时的电压为平衡电压Vn。 (2)用K2控制油滴移动到“起始线上”，按K3使计时器停止后，将K2设为“0V”，油滴开始等速下降的同时，计时器开始计数，一到“终点”，立刻将K2设为“平衡”，油滴静止，计时器结束。 此时的时间是油滴等速下降2mm所需的时间。 对于、27、(3)同一颗粒的油滴，必须重复5次测定。 (4)选取4粒不同油滴，用同样的方法测定。 注意：时机结束后，请将油滴计的功能键设为“平衡”。 否则，油滴会移动到下极板而无法观测，无法进行5次测量。28、实验注意事项、实验前必须调节水平泡沫(1)每次调节平衡电压，要求每个油滴平衡电压和下降时间不同。 (2)擦拭极板时，请切断电源以免触电(3)喷雾前打开漏油开关，29、(4)喷射时将功能键K2设为“平衡”，将两电极板之间的电压调整为150-200V。 (5)喷雾时竖着拿喷雾器，食指打气孔，对准油雾室的喷雾口，轻轻(1-2下)喷雾即可的喷射量过多，容易堵塞上部电极板的落油孔。 (6)喷射喷雾器后，立起喷雾器放置。 30、实验注意事项、(7)喷射油后，为了防止空气流动对油滴造成影响，请复盖风口。 (8)跟踪油滴，随时调节