元电荷的测定大学物理实验.ppt

1、核电荷测量，实验目的，了解米利根油滴机的结构，油滴实验测量电子荷的设计思想和方法；了解CCD图像传感器和电视机显微测量方法的原理。用平衡法测定电子电气的大小；验证电荷的量子性。了解重点和难点，重点：(1)测量电子电荷的实验设计思想和方法。(2)用平衡法测定电子电气的大小；验证电荷的量子性(不连续性)。操作困难(1)选择合适的油滴。(2)测量下落时间。实验仪器，仪器各组成部分的功能，油滴线，CCD相机系统(蓝色)，打开两个平行电极板电源，然后形成电场。带电的油滴从上部的小孔进入油滴室进行受控运动。泡泡、相机实时拍摄油滴的运动画面。显示器到屏幕；实验仪器，如果油滴由喷雾器喷出的瞬间和空气摩擦带电，

2、那么电荷为Q，阳极板之间的电压为V，那么平行极板之间落下的油滴将同时受到重力mg和静电力qE的作用。如图所示。如果电荷在电压V中完全平衡，则称为平衡电压V。(1)曹征电压大于平衡电压V时，电场力重力，油滴上升。(2)曹征电压小于平衡电压V时重力电场力，油滴下降。实验原理，2 .空气阻力和重力平衡两个平行极板短路，没有电压时，电场力等于0，油滴仅由重力加速下降，但由空气阻力的作用(空气阻力与物体运动速度成正比)下降到一定程度后，阻力和重力的平衡如图(不记得空气浮力)。实验原理，3 .根据前面两个公式，可以推断电荷量的测量公式考虑到空气目前看不到连续介质，必须修改粘度，重力加速度空气粘度，油均匀下

3、降距离，修正常数，大气压，平行极板距离，最终电荷测量表达式。其中，单位都是V等于重力和电场力时的平衡电压。t是等速运动的时间。a .蓝色按钮只能点击，蓝色按钮上长按渡边杏。b .计时：当油滴开始移动时，要按1次时间点火。要结束一段时间的运动，请再按一次计时，结束指示灯亮了。c.0V/工作：电极板没有电压时切换到0V灯；用电压调节手柄改变电压时，切换工作灯打开。d .平衡/上升：(1)0V灯亮，平衡灯亮，重力和空气阻力平衡。(2)工作灯打开，平衡灯打开，重力和电场力平衡。(3)工作指示灯亮，提举指示灯亮时，电场力大于重力。e .只有在工作灯打开的情况下，才能用电压调节手柄改变电压。否则无法调整。

4、f .确认：使用时按。不使用的时候不要按，否则画面会错的。实验阶段，1。调整器对仪器进行平滑处理，调节仪器的曹征螺丝(只移动其中两个螺丝)，使水平仪泡沫居中。此时平行板变成水平，使电场与重力场平行，然后打开电源。(否则非水平操作可能导致油滴倾斜)，2，打开电源开关，机器参数，1。按一次确定按钮进入参数设置屏幕。，2 .两个参数变化： (福州市)(1)重力加速度变化：9.790 (2)油密度变化：光标向上移动981，3360:数字变化，在0-9之间增加(上述参数必须记录在实验报告中)(2)平均分成10个小格子(3)确认：右上角为0000V显示。右下角显示1.6/平衡方法。(4)目标油滴：过了一击

5、，大约需要2秒钟。测量时使用8格，约在15到30秒之间。3 .正确喷射油雾。将平衡电压调整到约400V。工作电压开关撞到了“0V”位置(防止油滴全部跳出视频屏幕)，有无室的有功为了喷射而打开。将喷雾器的喷雾入口向上倾斜(否则会堵塞液体油的流入)，用手掌用力按橡皮球部分一两次，显示器上就会看到很多油滴在下降运动。关闭油喷雾孔，然后选择操作开关作为“操作”。选择“提升/平衡”作为“平衡”位置。喷嘴在油腔孔的这边！4 .寻找目标电荷，1，快速“工作”灯打开，在“平衡”灯打开的情况下调节电压(从400V减少到200V)，观察运动较慢的油滴。2，接着“0V”灯亮了，“平衡”灯亮了，看切换、牙齿油滴的下落

6、时间是否每隔2秒左右？如果再用“工作”、“晋升”切换，上升受到控制，就可以用作目标油滴。如果找不到合适的，可以通过调整相机焦距，将焦点集中在不同的焦平面上，找到满足前面两个条件的不同油滴。重复上述步骤，直到找到合适的油滴(困难)。注：油滴的下落太慢，布朗运动；去向太快，难以控制。5 .调出平衡电压，找到目标乳房后，油滴继续不动：向上移动，电压太高。向下移动的话电压太低了。第二，应使用手动切换作为“工作”照明，使用“平衡”照明，更改“电压曹征”旋转电压大小，屏幕表中的白色水平线作为参考。第三，反复调整电压，直到牙齿目标油滴相对于(中间)白色水平线停止。此时产生的电压是平衡电压(牙齿平衡电压在15

7、0300V之间，下落时间控制在1530s之间)，此时油滴保持平衡。6 .官方测量数据(1)“电压曹征”不能再调整。以“工作”和“晋升”状态切换，如果油落到最高的白线，立即切换到“平衡”。(2)第一次测量开始：以“0V”为切换，电场力为0，油滴在一定距离自由落体后，由空气阻力变为恒定速度，因此油滴从最高的第一条白线下降到第二条白线的过程必须加速，在第二条白线开始计算恒定速度，才能开始计时“开始”。根据计时“结束”，直到移动到倒数第二条白线。再按一下“确定”，就可以查看具体时间等数据。注：正式测量时间为油滴1.6毫米(分割板8间)的时间(3)，牙齿第一次测量后，将极板电压调节开关转动到“平衡”，防

8、止油滴丢失，然后转动到“升高”，等油滴回到最高的地方。7 .处理数据(1)共测定2个油滴，每个油滴5次。(2)电脑(平衡电压是多少？时间是什么？电荷q是多少？)复制到实验报告表格中。(3)计算n。N要得到油滴带电荷大小，公式n=q/(1.6010-19库仑)，并截取N牙齿整数以外的最近整数，例如N: n:n=1.355，不能取n=1，取n=2。(4)计算e。E表示电子的电荷大小，公式e=q/n，这意味着计算出的E越接近1.6010-19库仑，它就越准确。偏差通常在1.5010-19和1.7010-19之间。注意事项，a .如果在测量第2组数据时，发现第1组数据测量有误，此时可以长按“确定”键删

9、除第1组数据。b .如果在测量组3(或组4，组5)数据时发现组1数据测量错误，则可以长按确认键，但将清除以前的所有数据，包括以前的正确数据。然后，再次测试5个组即可。c .在数据消除过程中，电压基本上处于0V状态。油滴继续下落，如果屏幕上的数据全部清除，要立即“工作”状态切换，防止油滴继续下落。D. Q测量的数值偏差大于1.60整数的倍数，表示前平衡电压未调整，可以返回前平衡电压。可以通过长时间按“确定”按钮清除所有数据，然后通过“操作”、“提高”重新调用切换平衡电压。f .测量第二滴油后，可以通过长按“确定”按钮删除刚才的所有数据。或按开关重新启动。注意事项，g .喷雾雾应调节到电压0V状态(平板之间没有电场)，油雾易于喷射。h .用喷雾器在喷雾入口向油雾室喷洒油后，为了防止空气流动，应推动油雾挡板，防止油滴漂移溢出，实验时尽量避免油滴周围的气流。I .微调显微镜的聚焦手轮。显示器上