用电视显微密利根油滴仪测量电子电荷.doc

《用电视显微密利根油滴仪测量电子电荷.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、中国海洋大学实验报告学生姓名专业授课教师成绩日期星期节组号实验题目：用电视显微密利根油滴仪测量电子电荷。实验目的：1.利用电视显微密利根油滴仪测量电子电荷；2.了解CCD图像传感器的原理及应用，学习电视显微测量方法。实验仪器：OM98BCCD微机密利根油滴仪、清洁用品等。实验原理质量为m，电量为q的油滴处于未加电压的平行极板之间时，受重力而加速下降，由于空气粘滞阻力f的作用，达到最大速度Vg时，G和f平衡，即6πrxVg=G当板间加电压U时，在静电场强E作用下，Eq力和G相反，油滴受电场力作用而加速上升，由于空气粘滞阻

2、力作用，f、G和Eq三力平衡，油滴将匀速上升，此时速度Ve有：6πrxVe=Eq-G，又E=U/d，由上式得q=Gd(Vg+Ve)/UVg要测电荷q，除应测U、d及Vg和Ve外，还得知道m。可近似将油滴看做球体，质量为m=4/3πr3y,y为密度，则可得r=(9*x*Vg/2yg)0.5考虑到油滴非常小，y0=y/(1+b/pr)，其中b为修正常数，p为空气压强；实验时油滴匀速下降和匀速上升的距离相等，设为l，下降时间为tg，上升时间为te，则Vg=l/tg，Ve=l/te由上可得q=K(1/te+1/tg)(1/tg

3、)0.51/U其中K=18π/(2yg)0.5(xl/(1+b/pr))1.5d,即求出了动态（非平衡）法测油滴电荷的公式，调节U，使Ve=0，则得静态（平衡）法测油滴电荷的公式。对测得的各个电荷qi求最大公约数，即为e的值，或对同一油滴用紫外线或放射源照射测量改变量，这时e应近似为某一最小单位的整数倍。实验内容与步骤1.将面板上最右边有Q9插头的电缆线接至监视器后背下部的插座上，注意要保证接触良好，监视器阻抗选择开关拨在75Ω处。2.仪器放平稳，调整仪器底座上的三只调平手轮，使水准泡指示水平，这时油滴盒处于水平状态。

4、3.打开监视器和油滴仪的电源，在监视器上显示出分划板刻度线及电压和时间值。如果想直接进入测量状态，按一下“计时/停”按钮即可。4.油滴盒和油滴室擦干净，注意保持油滴盒上电极板中央“油雾孔”的通畅，无油膜堵住把油滴盒和油雾室盖上，油雾孔开启，检查上电极板压簧是否和上极板接触良好。利用喷雾器向油雾室喷油。转动显微镜的调焦手轮，使显微镜聚焦，屏幕上出现清晰的油滴图像。调节监视器的亮度、对比度旋钮，使油滴图像最清晰，且与背景的反差适中。监视器亮度一般不要调的太亮，否则油滴不清楚，如图像不稳，可调节监视器的幁同步与行同步旋钮。1

5、.将K2置“平衡”档，调节W使极板电压为200-300V，对准喷雾口向油滴室喷射油雾，注意观察监视器是否有油滴落下。若无油滴下落可再喷一次，若发现油滴下落应关上油雾孔开关。2.选择一颗合适油滴很重要。大而亮的油滴必然质量大而匀速下落的时间短，增大了时间测量的误差；油滴质量很小，布朗运动较为明显，同样造成很大误差。通常选择平衡点呀在200-300V，匀速下落1.5mm（每格0.25mm）的时间在8-20s左右，目视油滴的直径在0.5-1mm左右的油滴较合适。3.调节油滴平衡需要耐心。先用K2（“提升”档）将油滴移至刻度线

6、上，再把K2置平衡档，仔细地反复调节平衡电压，经过一段时间观察，油滴确实不再移动，处于平衡状态。测准油滴上升或下降某段距离所需的时间，如发现油滴散焦，可微动调焦手轮，使重新聚焦，跟踪油滴。4.正式测量时用平衡测量法和动态测量法两种方法。采用平衡法，可将已经平衡的油滴用K2控制移动到起落线上，计时器复0，再将K2拨向OV，油滴开始匀速下落同时开始计时，至终点时迅速将K2拨向平衡，油滴立即停止运动。计时停止。动态法是分别测出加电压时油滴上升的速度和不加电压时下落的速度，带入相应的公式，求e。油滴一般运动距离取1-1.5mm

7、。对某颗油滴重复测量3次，选择10-20个油滴，求得电子电荷的平均值，注意每次测量时要检查和调整平衡电压，以减少因偶然误差和油滴挥发而导致的平衡电压发生变化。实验数据与处理首先画出计算的各组数据中油滴所带电荷q、带电量子数n、平均电压U和平均时间t的表格如下组号12345678平均电压U（V）29898167.67313.67138227.67206.33306平均时间t（s）7.09679.5310.76.386711.05337.8310.603310.25q（×10-18c）1.13652.9068681.419

8、8011.6852671.6402351.3903181.1701400.8315852带电量子数n71891110975数据处理方法一：将各组油滴电荷数除以公认值e（e=1.602×10-19c），四舍五入取整后得n，再把各组q除以相应的n，得到各组单位电荷的实验值。计算表格如下：组号12345678计算所得e（×10-19c）