大一下物理试验【试验报告】密立根油滴法测电子电荷

1、东南大学物理实验报告姓名学号指导老师日期座位号报告成绩实验名称密立根油滴法测电子电荷目录预习报告,25实验目的，,，2实验仅命,，2实验中的主要工作,2预习中遇到的问题及思考，,，3实验原始数据记录，,，4实验报告,，612实验原理,实验步骤,实验数据处理及分析,"J,实验目的：1、学会使用密立根油滴仪等实验仪器2、掌握密立根油滴法测定电子电荷的试验方法3、领悟密立根实验的设计思想4、进一步掌握处理实验数据的方法实验仪器（包括仪器型号）：仪器名称型号规格生产厂家仪器编号密立根油滴仪MOD-5南京培中科技开发研究所油A-07实验中的主要工作：1、 调整仪器：将仪器放平，调节仪器底部左右

2、两只调平螺丝，使仪器水平，仪器预热10分钟，将油从油雾室旁的喷雾口喷入，微调测微显微镜的调焦手轮。2、 测量练习：练习控制油滴。3、 正式测量：对同一颗油滴进行68次测量，而且每次测量都要重新调整平衡电压，用同样的方法再进行。4、 数据处理：验证电荷的不连续性并测定电子电荷值e。5、 仔细观察显微镜视场中看到的大小、明暗、降落快慢各异的油滴的表现。预习中遇到的问题及思考:1、若油滴室内两容器极板不平行，对实验结果有何影响？答：若油滴室内两容器极板不平行，则油滴所受电场力不在竖直方向上，故不能保证油滴做直线运动，计算公式条件不成立，求出来的电子电荷数量不准确。2、若所加视场方向使得电荷所受电场力

3、方向与重力方向相同，能否利用本实验的理论思想和方法测得电子电荷e?答：若所加视场方向使得电荷所受电场力方向与重力方向相同，也能利用本实验的理论思想和方法测得电子电荷e,不过只能用动态法测量，并且要修改相应受力关系式。实验原始数据记录：油的密度p=981kg/m3重力加速度g=9.80m/普空气的粘滞系数n=1.83*10-5kg/(m*s)油滴匀速下降的距离取l=2.00*10-3m修正常数b=8.22*10-3m*pa大气压强P=1.013*105pa平行极板距离d=5.00*10-3m1.43岸10-H1q=3代入以上数据可得1油滴编号次1#2#3#4#5#6#U/Vt/sU/Vt/sU/

4、Vt/sU/Vt/sU/Vt/sU/Vt/si34123.917332.328126.123422.628739.832345.6234024.017430.628226.223521.628839.732346.1333824.117431.228225.923422.128740.032245.8433923.917331.428126.023422.428639.832146.0534024.117432.128226.323622.828640.232246.2633823.817331.828326.123522.328839.732345.9平均值33924.017431.6282

5、26.123522.328739.932246.0油滴编号数据处理1#2#3#4#5#6#q/(10-19c)3.103.543.294.961.6561.78q/e1.942.1882.063.101.0351.13取整n222311测量值e|(10-19c)1.551.771.6451.6531.6561.78erH3.1010.633.443.313.5011.25对实验结果的分析在实验误差允许范围内，可知各油滴所带电荷量都约为1.6*10-19C的整数倍，且不连续分布。实验原理用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间，在油的喷射分散过程中，摩擦作用使得油滴带电，设油滴的质

6、量为m所带的电量为q,两极板间的电压为U,调节U,可使油滴静止在某_U一位置，忽略空气对油滴的浮力作用，则在平衡状态下有m厂口"书,_d即Q=侬,其中m是一个微观量，无法从实验直接测量，需要采用特殊的方法间接测量：撤除平行板间的电压，油滴在重力作用下加速降落，随即便有空气的黏性阻力Fr作用在油滴上，重力与黏性阻力合作用的结果使得油滴很快达到以恒定速度v下落，粘滞阻力fr与重力mg平衡，即fr=6兀r刀v=mg,式中刀是空气的黏滞系数，r是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状）设油滴的密度为p,则,3r密立根在当年的实验中发现，斯托克斯公式fr=6兀r11V应用于非常b小的

7、油滴时，应该对黏滞系数刀进行一个除以°十乔）的修正，其中b为修正常数，b=8.22x10-3m-Pa;p为大气压强，单位为Pa,式中速度v可通过测量在平行板电压为零的状态下，油滴匀速下降的距离l和相应的时间t得到v=l/t,将式代入式并考虑T的修正得_1阮rtj1V2©%g本实验中油的密度p=9.81Kgm3,重力加速度g=9.80m/s2空气的黏滞系数T=1.83x10-5Kgm1s-1,油滴匀速下降的距离l=2.0x10-3m修正常数b=8.22X10-3m-Pa,大气压强p=1.013x105Pa平行板间距离d=5.0x10-3m1.43*10-u1q=代入式得1-1

8、二、实验步骤1、调整仪器：将仪器放平，调节仪器底部左右两只调平螺丝，使仪器水平。仪器预热十分钟，将油从油雾室旁的喷雾口喷入（喷一次即可），微调测量显微镜的调焦手轮，使视场中出现大量清晰的油滴。2、练习测量：练习控制油滴，在平行极板上加上平衡电压（约250V）,工作电压选择开关置（平衡）挡，驱走不需要的练习控制油滴，直到剩下几颗缓慢运动的油滴为止。注视其中的某一颗油滴，仔细调节平衡电压，使这颗油滴静止不动。然后去掉平衡电压，让它自由下降，下降一段距离后再加上“提升”电压，使油滴上升。如此反复多次地进行练习，以掌握控制油滴的方法。练习测量油滴运行的时间，任意选择几颗运动速度快慢不同的油滴，用计时器

9、测出它们下降一段距离所需要的时间，或者加上一定的电压，测出它们上升一段距离所需要的时间，如此反复多练习几次。3 .正式测量：在视场分划板的中央部分选定测量的一段距离1,对同一颗油滴应进行6次测量，而且每次测量都要重新调整平衡电压。用同样方法分别对6颗油滴进行测量。4 .数据处理1.43淮10-N1q=a实验中"(1+0.02拗/川。为了证明电荷的不连续性，并得到基本电荷值e,应对实验测得的各油滴的电量q求最大公约数，即基本电荷值e。本次实验采用倒过来验证的办法进行数据处理，即用公认的电子电荷值e=1.60X10-19C去除以实验测得的电量q,得到一个接近于某个整数的数值，这个整数就是

10、油滴所带的基本电荷的数目n。再用这个n去除以实验测得的电量，即电子电荷值e三、实验数据及分析油滴编号次数、1#2#3#4#5#6#U/Vt/sU/Vt/sU/Vt/sU/Vt/sU/Vt/sU/Vt/s134123.917332.328126.123422.628739.832345.6234024.017430.628226.223521.628839.732346.1333824.117431.228225.923422.128740.032245.8433923.917331.428126.023422.428639.832146.0534024.117432.128226.323622

11、.828640.232246.2633823.817331.828326.123522.328839.732345.9平均值33924.017431.628226.123522.328739.932246.0、油滴编号数据处理1#2#3#4#5#6#q/(10-19c)3.103.543.294.961.6561.78q/e1.942.1882.063.101.0351.13取整n222311测量值e(10-19c)1.551.771.6451.6531.6561.78er-ee/W3.1010.633.443.313.5011.25对实验结果的分析在实验误差允许范围内，可知各油滴所带电荷量都约为1.6*10-19C的整数倍，且不连续分布。四、讨论1、试验中，有时油滴有漂移现象，例如油滴做定向漂移或作乱漂移，试分别分析其产生的原因和解决的方法。答：水准泡是用来检查油滴盒电极板水平的，使用久后，油滴漂移可能与水准泡是否松动有关。检查上极板和绝缘环有没有放平整，有没有翘起来，否则油滴所受的电力场和重力不在同一条直线上，油滴就要漂移。检查石英玻璃窗有没有掉下来，空气通过观察孔对流，从而使油滴漂移2、甲乙两同学都用倒过来验证的方法处理数据