密利根油滴实验报告

1、第 PAGE6 页 共 NUMPAGES6 页密利根油滴实验报告密利根油滴实验 实验目的 1.通过对带电油滴在重力场和静电场中的运动进行测量，验证电荷的量子性和测定电子电荷。2.学习密利根油滴实验精湛的思想和方法 实验原理本次油滴实验运用平衡测量法。首先利用喷雾器将雾状油滴喷入两块相距 d 的平衡板间，平行板带电压 V，使油滴在电场中受到电场力的影响运动。选择其中一个油滴，调整电压使其处于稳定状态，此时油滴受到重力和电场力。有 1)同样，油滴在空气中受到的空气粘滞力有 2)设油滴密度为，油滴的质量有 3)联立 2，3 式，得到 4)2 式是由 Stokes 定律得来，但 Stokes 定律是以

2、连续介质为前提。由于实验中的油滴半径极小，丌能将空气看做连续介质，因此，空气粘滞系数应做修正：5)联立以上 3,4,5 式，其中 b=8.2310-3Pam g=9.80ms-2d=5.0010-3m l=2.0010-3m 得到 6)()用 q 除以 e，可以得到油滴元电荷的数量 n，若 n 接近整数，则为可用数据，e 即为我们要求的电子电量 e。实验步骤 1.寻找合适的油滴 调整极板间电压为 200V 左右，利用喷雾器将大量油滴喷射到极板间，大部分油滴均以一定速度向两极板移动，质量较大或较小的移动速度相比同电荷量的要快些。过一段时间后，监视器里的油滴已经非常少了，选择其中最稳定的油滴，调整

3、电压，使该油滴在电压下静止，满足 1）式。记录此时极板间电压 V。2.测量相关数据 略微升高电压，使油滴在高于重力的电场力下向上移动至屏幕最上方，恢复电压。再断开极板通电，使极板间无电场，油滴随着重力下降。过程中用秒表记录油滴降到监视器最下边的时间间隔。3.计算 带入 3），6）式，得出油滴的半径和电荷量。4.重复实验 选择 20 个丌同的油滴，每个油滴测量 4 组降落。实验数据0 5 10 15 207.50E-0108.00E-0108.50E-0109.00E-0109.50E-0.00E-0091.05E-0091.10E-0091.15E-0091.20E-009 G半径 /m编号0

4、 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 M电量 /c编号将电量按由小到大顺序排列 0 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 MY Axis TitleX Axis Title 由上图可见，油滴电荷量均分布在某些固定值左右，且每一固定值之间的电荷很少。由此可得出结论，基本电荷是量子化的，即油滴带电量为某一固定值的整数倍。由图中数据可见，大部分数据虽然有量子化趋势，但是偏离较为严重

5、，得出结论：实验数据较为粗糙。0 2 4 6 8 10 12 14 161.35E-0111.40E-0111.45E-0111.50E-0111.55E-0111.60E-0111.65E-0111.70E-011Y =1.32883E-11+2.50711E-13 X L Polynomial Fit of 1_L电荷量分布平均值编号 上图是丌同电荷量集中区域不编号的关系，从图中可知，电荷量分布在一个线性区域中，而第七和第九严重偏离直线，误差较大，可以忽略。测量及计算数据如下：喜欢犀利的文字。作者文章的质量一直是很高的！long double ex6,sume=0;/用于存储各个油滴的计算

6、电荷量和所有油滴电荷量总和的存储double Q=0,a=0,U=0,t=0,tp=0,sumt=0,tx6;/Q-油滴计算带电量、a-中间量long double e0=1.602*0.0000000001*0.000000001; int i,N=0,k; int flag=0; char z; void main e0=e; printf(是否需要计算平均下落时间(y or n)?n); z=getchar; if(z=y) for(i=1;isumt=0;printf( *第%d滴油滴* n,i);for(k=1;kprintf(请输入第%d次下落时间nt=,k);scanf(%lf,

7、&tp);sumt=sumt+tp;txi=sumt/4;printf(平均下落时间：t=%lfn,txi);flag=1; if(z=n)|flag=1) for(i=1;iprintf( *第%d滴油滴* n,i);printf(请输入电压平均值U：nU=);scanf(%lf,&U);if(flag=0)printf(请输入下落时间平均值t：nt=);scanf(%lf,&t);if(flag=1)t=tx1;a=sqrt(9*j*l/2/q/g/t);printf(中间量a=%En,a);Q=18*Pi/sqrt(2*q*g)*d/U;Q=Q*pow(j*l/t/(1+b/p/a),1.5);N=(int)(long double)Q/(long double)e0);if(long double)Q/(long double)e0)-N=0.5)N+;/四舍五入exi=(long double)Q/