大学物理仿真实验报告密立根油滴法测电子电荷实验

1、大学物理仿真实验实验名称：油滴法测电子电荷实验实验目的：学习测量元电荷的方法，并训练物理实验时应有的严谨态度和坚韧不拔的科学精神。实验仪器：密立根油滴仪，喷雾器，气压计等。实验原理：按油滴作匀速直线运动或静止两种运动方式分衣平衡测量法。J态测量法考虑重力场中一个足够小油滴的运动，设此油溢故此运动油滴除重力和浮力外还受粘滞阻力的作用。速度成正比。设油滴以匀速Vf下落，则有此处叫为与油滴同体积空气的质量，K为比例常场中的受力情况如图示。由（3）式可以看出來，要测量汕滴上的电荷6需要为中一O由喷雾器喷出的小油滴半径r是微米量级，直接测量其质量而带之以容易测量的量。设油与空气的密度分别为pLp2,二6

2、兀2，此处r|为粘度，f为物体半径，于是可将公式（4：2gr2因此,2g（Q-炖）以此带入（3）并整理得到（门-P2）&121、（1+-Ev因此，如果测出Vf和r|,ppP2,E等宏观量即可得:再将此心值带入m中，并以m入式，得第相当空气1*71+4(1+1.1-UtjS-q=9心选定之后在实验过，式中有些量和实验仪器以及条件有关，等，将这些量与常数一起舟C代表，可称为仪器常数，于是衡测量法平衡测量法的岀发点是，使油滴在均匀电场中静止在动。当油滴在电场中平衡时，油滴在两极板间受到的电场h衡，从而静止在某一位置，即qE二（一搐2）S油滴在重力场中作匀速运动时，情形同动态测量法，来则有I元电荷的测

3、量方法M一必）百11+测量油滴上带的电荷的目的是找出电荷的最小单位氏出其所带的电荷值珥，它们应近似为某一最小单位的整数倍,或油滴带电量之差的最大公约数，即为元电荷实验中采用紫外线，X射线或放射源等改变同一油滴所荷的改变值Aq,而Aq值应是元电荷的整数倍。即实验内容学习控制油滴在视场中的运动，并选择合适的油滴测量元I或-个油滴所带电荷改变欲以匕1.选择适当的油滴并测量油滴上所带电侖要做好油滴实验所选的油滴体积要适中，大的油滴虽然【下髓度太肉不容剔1准确；太小则受布朗运动的影响明显剔旌确。因此应该选择质量适中，而带电不多的油滴。2调整油滴实验装置1曲饗*V-I电彊扳川粒t訥昶Kfr：-?ir|*：

4、xI編板汕h；WA；11I电撕戦IEM：12-卜电ftWH&il；l5也満肚*冷上盖板(8)的小孔中，此时上下极板必须处于短路状态,电源或涉及人身安全。调整目镜使横丝清晰，I或玻璃丝成像在横丝平面上，并调整光源，使I整好后望远镜的位置不得移动。取出铜丝或玻壬好屏幕盒盖板。当油雾从喷雾口喷入油滴室内后，视场中将出现大量清I上平衡电压，改变其大小和极性，驱散不需要的油滴，练习搭为了提高测量结果的精确度，每个油滴上下往返次数不:油滴或一个油滴所带电量改变7次以上。(1)首先要调节调平螺丝，将1f 3读取实验给定的其他有用常数计算电荷的基本单位（数据处理方法不限），并选取一,实验I步、骤根据软件提示操作。数据表格及数据处理：数据记录表格nXP0X0。油滴平衡电压油滴下落时间油滴带电量X.数据处理利用（3式计算各油滴带电量填入上表；根据上表数据利用软件可求得：基本电荷X标准差。X相对误差实验结论：油滴法能较为精确地测量电子电荷。思考题：1.若油滴室内两容器极板不平行，对实验结果有何影响。答：若油滴室内两容器极板不平行，则油滴所受电场力不在竖直方向上，故不能保证油滴做直线运动，计算公式条件不成立，求出来的电子电荷数量不准确。2.若所加视场方向使得电荷所受电场力方向与重力方向相同，能否利用本实验的理论思想和方法测得电子电荷e答：若所加视场方向使得电荷所受