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文档简介

1、,实验三十九 密立根油滴实验,指导教师:陈晓旭,一、背景介绍 美国物理学家密立根在1909年1917年所做的测量微小油滴上带所电荷的工作(即油滴实验),在全世界享负盛名,堪称物理实验的典范。Millikan在这一实验工作中花费了近10年的心血,而取得了有重大意义的研究成果。,密立根油滴实验的成就: (1)证明电荷的不连续性,所有物体所带电荷都是基本电荷e的整数倍(电荷的量子化)。 (2)测量并得到了基本电荷即为电子电荷,其值为 。现公认e是基本电荷,对其值的测量测量精度不断提高,目前给出的最好结果为: 正是由于这一实验成就,他荣获了1923年诺贝尔物理奖。 八十多年过去了,物理学发生了根本变化

2、,而这个实验又重新站到了实验物理的前列。近年来,根据这一实验的设计思想改进的用磁漂浮方法测量分数电荷的实验,使古老的实验又焕发青春,说明Millikan油滴实验富有巨大的生命力。,实验目的:,1通过对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,并测定基本电荷的电荷值。 2通过对实验仪器的调整,油滴的选择、跟踪和测量,以及实验数据处理等。 3.培养学生严谨的科学实验态度。,二. 实验原理,测量带电物体所带的电量,按油滴作匀速运动或静止两种运动状态分类,有动态测量法和平衡测量法。本实验采用平衡测量法。,密立根油滴仪(ZKY-MLG-5)、显示器、喷雾器、钟油,实验仪器:,1.动态

3、测量法,油滴在重力场中下降,且不受电场力,油滴在电场中上升,2.平衡测量法,对于动态法实验中只需要测U、tf、tr,对于平衡测量法实验中只需要测平衡电压U、下落s的时间tf。,3.实验装置,实验步骤: 一、仪器调整: 1、调节水准仪,使主机放置平稳,打开主机与显示器电源。2、设置参数:选择平衡法。 二、测量练习: 1、熟悉0V电压、工作电压、提升电压设置、记时。 2、选择电量合适的油滴 a、将工作电压设置为150V左右,然后喷油。 b、调节显微镜焦距,在屏幕上找到油滴。 c、找出移动速度缓慢的油滴(如迅速下落,说明油滴受电场力向下,迅速上升,说明油滴带电量太大。)。 3、选择大小合适的油滴 a、选择下落1.6mm高度的时间满足20-40秒。 三、正式测量: a、将油滴移动到某条横线,调整工作电压,观察半分钟,使油滴此位置附近漂移不大,认为此电压为平衡电压U。 b、测出油滴匀速下落1.6mm所用时间tf。 c、对同一油滴测量5次,同时选择不同的6颗油滴进行测量。 d、填写表一、表二计算出最后结果。,数据记录与处理:用平衡法:共测量6个油滴,每个油滴测5次 数据表1:测量元电荷电量原始数据,数据表2: 数据分析,测量结果和不确定度的分析: 测量结果,注意事项: 1、油滴选择 2、喷油一两次即可,不要喷太多,

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