密立根油滴实验测试结果与理论分析.doc

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1、第6章测试结果与理论分析6.1理论误差在一般情况下,油滴的电量计算值受到以下参数影响:空气粘度:=1.8310-5pa·s升降路程:h=1.5010-3m(萤光屏垂直方向6格)油滴密度:=981kg·m-3(20℃)重力加速度:g=9.7986m·s-2电极距离:d=5.0010-3m修正常数:b=6.1710-6m·cmHg大气压强:p=69.0cmHg而油滴的密度、空气的粘滞系数都是温度的函数,重力加速度g和大气压p又随实验地点和试验条件的变化而变化,造成计算产生理论误差。6.2测量误差密立根油滴实验是一个操作技巧较高的实

2、验,因此在实验仪器相同的情况下,测量误差出了由系统误差引起的部分,主要的认为主观因素引起的偶然误差形成的。首先油滴选择产生误差,选择合适的油滴很重要,油滴的选择太大,大的油滴虽然易观察,但是质量大,必然带必须很多的电荷才能取得平衡,而且下落的时间短,速度快,不易记录实验数据。油滴的体积过小容易产生漂移,布朗运动明显,也会增大测量误差。经过多次测量和理论计算,才发现选择的油滴可以根据平衡电压的大小(200V左右)和油滴下落的时间(15—35s)为宜,这些油滴质量适中,电量又不太多是最为可取的。其次是取平衡电压带来误差,由于油滴的

3、挥发和运动,在去取平衡电压的时候往往是很粗略的。油滴的挥发使得质量减小,每次测量都发现平衡电压发生了改变(一般变小),为了减少这种误差,在每次测量前必须仔细的调节,找准平衡电压。比如将油滴悬于一条分格板的横刻度线附近,以便准确判断油滴是否静止。再次是测量油滴位置带来误差,在测量油滴匀速下降或上升的距离L所需的时间t时,选定测量的这段距离的位置也会影响测量误差的大小。若L的距离太近上极板,极板上小孔有气流,电场变得不均匀,影响测量结果;如果太靠近下极板,测量完时间t后油滴容易丢失,影响重复测量。为了减少误差,测量的L段距离应该选

4、择在平行板的中央部分。此外测量过程中还存在一种独特的起伏现象,即重复测量的值不相同,与仪器、环境状态以及本人实验观测有关。同时想油滴产生的布朗运动是难免的。而当测量结果与仪器、环境状态本人及观测都无关的时候,测量达到了最高精度,此误差称为统计误差。为了减小误差,应该对同一油滴多次测量,对不同油滴多组测量。

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