密里根油滴仪实验

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1、密里根油滴仪实验报告密里根油滴仪实验姓名学号班级评分桌号教室基础楼1401实验日期20年月日时段指导教师：一．实验目的：1、验证电荷的不连续性及测量基本电荷电量。2、学习使用作图法证明电荷满足：二．实验仪器：MOD-9G密立根油滴仪由主机、CCD成像系统、油滴盒、监视器等组成。其中：主机包括可控高压电源、计时装置、A/D采样、视频处理等单元模块。CCD成像系统包括CCD传感器、光学成像等部件，用来捕捉暗室中油滴的像，同时将图像信息传给主机的视频处理模块。实验过程中可以通过调焦旋钮来改变物距，使油滴的像清晰的呈现在CCD传感器的窗口内。油滴盒

2、包括高压电极、照明装置、防风罩等部件，结构见下图-1。油滴盒上电极板中心有一个0.4mm的油雾落入孔，在胶木圆环上开有显微镜观察孔和照明孔。在油滴盒外套有防风罩，罩上放置一个可取下的油雾杯，杯底中心有一个落油孔及一个档片，用来开关落油孔。监视器是视频信号输出设备（电子显示屏），其中测量显示电路产生的电子分划板刻度，与CCD摄像头的行扫描严格同步。图2石家庄铁道大学物理实验中心第6页共6页密里根油滴仪实验报告实验仪器面板结构示意图见图2。面板各按键名称及使用方法：1．电源开关按钮：按下按钮，电源接通，整机工作2．功能控制开关：有平衡、升降、测

3、量三档（分别配有指示灯显示相应状态）。(1)当处于中间位置即“平衡”按钮时，可用平衡电压调节旋钮3来调节平衡电压，使被测量油滴处于平衡状态；(2)按下“提升”按钮时，上下电极在平衡电压的基础上自动增加DC200V～300V的提升电压；(3)按下“下降”按钮时，极板间电压为0V，被测量油滴处于被测量阶段而匀速下落，并同时按下计时/暂停按钮开始计时；油滴下落到预定距离时，迅速按下计时/暂停按钮，同时停止计时；3．平衡电压调节旋钮：可调节极板间的电压。4．计时/暂停按钮，开启计时器和停止计时器按键；5．视频输出插座：CCD摄像头用，输出至监视器6

4、．照明灯室：7．水泡：调节仪器水平8．上、下电极：9．秒表复位键：按一下该键，清除内存，秒表显示“O0.O”秒；10．“确认”按钮，此按钮分为两个功能：a、开启仪器时仪器进入参数显示界面，此时按下按键，仪器进入分划板界面；b、仪器进入分划板界面之后，此时仪器处在测量状态，此时按下一次“确认”按键，记录一次测量数据，记录的平衡电压即屏幕中显示的提示保存电压，时间为屏幕中显示的下落时间，当记录5次数据之后，仪器自动计算实验结果，并在屏幕上显示出来，可以提供参考是否合格，此时再次按下“确认”按键，仪器再次进入测量界面，可以重复以上操作；11．显微

5、镜：放大暗室油滴图像；12．CCD摄像头，采集暗盒图像并显示在监视器上。石家庄铁道大学物理实验中心第6页共6页密里根油滴仪实验报告几个重要按键及参数：提升、平衡、下降按键可以控制油滴上升、平衡或下降；计时/暂停按钮，用于开启计和停止计时器按键；确认按键可以将测量数据直接显示在电子屏幕上，最多可记录5组数据，循环刷新，往复不断。复位键用于清除秒表内存，显示“0.00”秒；平衡电压调节旋钮用于调控极板之间的电压大小，控制油滴的平衡、下落及上升。　　平均相对误差：＜3%平行极板间距离：5.00mm±0.01mm　　极板电压：DC　0～900V可调

6、提升电压：DC200V～300V数字电压表：0～999V±1V数字秒表：O～99.9秒光学镜头：放大倍数60X电子分划板刻度：重直线视场2㎜，分10格，每格实际值0.2mm图-3油滴受力图一三、实验原理一个质量为m，带电量为q的油滴，在两块加有电压U的平行极板之间会受到电场力、重力的作用（如图3、4），若调节极板间电压U，使二力平衡，此时mg=qE=qU/d(1)显然，只要设法测出油滴的质量m即可测出油滴的带电量q。密立根将油滴视为半径为r的小圆球，利用斯托克斯定律求出m值，由此便得到了求解油滴的带电量q。即：　　或者　　　（2）上式即为静

7、态法测油滴电荷的公式。式中图-4油滴受力图二油的密度（20℃）重力加速度（石家庄）空气粘滞系数平行极板间距离油滴匀速下降距离（n为格线数）修正常数大气压强式中的时间tg应为测量数次时间的平均值。四、实验方法、操作步骤１、仪器联接将ZKY-MLG密立根油滴仪面板后面带有Q9插头的电缆线接至监视器后背下部的插座上，注意，一定要插紧，保证接触良好，否则图像紊乱或只有一些长条纹。石家庄铁道大学物理实验中心第6页共6页密里根油滴仪实验报告2、仪器调整①水平调整调整实验仪底部的旋钮，通过水准仪将实验平台调平，使平衡电场方向与重力方向平行以免引起实验误差

8、。极板平面是否水平决定了油滴在下落或提升过程中是否发生前后、左右的漂移。②喷雾器调节喷雾器利用的是虹吸原理。使用时请注意：用滴管从油瓶里吸取油，由灌油处滴入喷雾器里，所灌得油千万