实验3-1 密立根油滴实验.ppt

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1、实验3-1密立根油滴实验南开大学基础物理实验教学中心近代物理实验室大纲实验开设背景实验目的实验原理实验装置实验内容与方法思考题实验开设背景直接地显示出了电量的量子化，并最早地测定了电量的最小单位—基本电荷电量e巧妙地将微观量测量转化为宏观量测量实验目的了解密立根（R.A.Millikan）将基本电荷的测量转化为宏观分测量的实验思想，以及实现精确测量所做的努力；掌握用油滴法测量基本电荷量的方法，并测定基本电荷量；通过测量和数据处理，受一次毅力，细心，严谨的实验作风的训练。实验原理（一）基本原理带电油滴在平行板电场中的受力实验原理受力分析：（1）重力F1：

2、（2）空气浮力F2：（3）电场力F3：（4）空气粘滞阻力F4：实验原理（二）油滴半径r的测量油滴以速度Vg匀速下降时满足：F1–F2=F4可得：实验原理（三）空气粘滞系数的修正实验中选用的油滴很小，空气已不能看作是连续媒质，需对空气粘滞系数进行修正。A为修正常数。实验装置实验装置实验内容与方法（一）静态测量法：对选定的带电油滴，通过调节加在A、B两极板上的电压使其静止，记下平衡电压V，然后将电压去掉，油滴下落，测量油滴匀速通过距离Sg所用的时间tg。计算出油滴匀速下落的速度Vg，油滴的半径r，计算油滴所带电量q。（二）动态测量法：对选定的带电油滴，先在两

3、极板不加电压的情况下，测出油滴匀速下落Sg距离所需要的时间tg，以求出油滴匀速下落的速度Vg，然后，在两极板上加一适当的电压，使油滴以适宜的速度匀速向上运动。记下这时的电压V，测量油滴通过SE所需时间tE。计算出两极板上加电压V时，油滴匀速上升的速度VE进而计算出油滴所带电量q。共测10个油滴，分别求出其各自所带电量，求出这些电量的最大公约数，即e值，并与精确值作比较，求出本实验值的相对误差。思考题:试定性分析本实验的误差来源。已知油滴仪上所用的电压表是1.5级，两极板间距d和分划板标尺误差为2×10-5m，设空气粘滞系数误差为2×10-7kg/ms，一

4、次计时反应误差为0.1s。如有兴趣，就各参量对电量q的影响做粗略的定量分析。