密立根油滴实验报告

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贵州师范学院物理试验报告

试验名称：密立根油滴试验试验日期：年月日级班姓名同组者老师

物理学试验

m/3a43

式中是油滴的密度。由(1)和(5)式，得油滴的半径9Vga2g1

2

考虑到油滴特别小，空气已不能看成连续媒质，空气的粘滞系数应修正为1

bpa

式中b为修正常数，p为空气压强，a为未经修正过的油滴半径，由于它在修正项中，不必计算得很精确，由(6)式计算就够了.试验时取油滴匀速下降和匀速上升的距离相等，设都为l,测出油滴匀速下降的时间tg,匀速上升的时间te,那么Vl/tggV/tele32/

将(5)(6)(7)(8)式代入(4)、、、,可得18lq2g1bpa12/

d111Vtettgg

令

18lKb2g1pa111qKtetgtg

3/2

d

12/

得

/V

此式是动态(非平衡)法测油滴电荷的公式。下面导出静态(平衡)法测油滴电荷的公式。调整平行极板间的电压，使油滴不动，Ve=0,即te,由上式可得

1qKtg3/2

1V

18l或者qb2gt1pa

3/2

dV

上式即为静态法测油滴电荷的公式。

物理学试验

为了求电子电荷e,对试验测得的各个电荷q求最大公约数，就是基本电荷e的值，也就是电子电荷e,也可以测得同一油滴所带电荷的转变量q1(可以用紫外线或放射源照耀油滴，使它所带电荷转变),这时q1应近似为某一最小单位的整数倍，此最小单位即为基本电荷e。

四、试验步骤1、仪器调整调整仪器底座上的三只调平手轮，将水泡调平。由于底座空间较小,调手轮时如将手心向上,用中指和无名指夹住手轮调整较为方便。喷雾器内的油不可装得太满，否那么会喷出许多“油”而不是“油雾”,堵塞上电极的落油孔。每次试验完毕应实时揩擦上极板及油雾室内的积油！喷油时喷雾器的喷头不要深入喷油孔内，防止大颗粒油滴堵塞落油孔。喷雾器的汽囊不耐油，试验后，将汽囊与金属件分别保管较好，可延长运用寿命。如需打开油滴仪检查，肯定要拔下电源插头再进行！2、测量练习练习是顺当做好试验的重要一环，包括练习掌握油滴运动，练习测量油滴运动时间和练习选择合适的油滴。选择一颗合适的油滴非常重要。大而亮的油滴必定质量大，所带电荷也多，而匀速下降时间那么很短，增大了测量误差和给数据处理带来困难。通常选择平衡电压为200~300V,匀速下落1.5mm的时间在8-20S左右的油滴较相宜。喷油后，置“平衡”档,调W使极板电压为200~300V,留意几颗缓慢运动、较为清楚明朗的油滴。置“0V”档时，观测各颗油滴下落大略的速度，从中选一颗作为测量对象。对于9英寸监视器，目视油滴直径在0.5~1mm左右的较相宜。过小的油滴观测困难,布朗运动明显，会引入较大的测量误差。判断油滴是否平衡要有足够的耐性。用K2将油滴移至某条刻度线上，认真调整平衡电压，这样反复操作几次，经一段时间观测油滴的确不再移动才认为是平衡了。测准油滴上升或下降某段距离所需的时间，一是要统一油滴到达刻度线什么位置才认为油滴已踏线，二是眼睛要平视刻度线，不要有夹角。反复练习几次，使测出的各次时间的离散性较小。3、正式测量用平衡测量法、动态测量法和同一油滴转变电荷法(第三种方法所用的射线源用户自备)。如采纳平衡法测量，可将已调平衡的油滴用K2掌握移到“起跑”线上，按K3(计时/停),让计时器停止计时，然后将K2拨向“0V”,油滴开始匀速下降的同时，计时器开始计时

。到“终点”时快速将K2拨向“平衡”,油滴马上静止，计时也马上停止。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油滴下落的速度，代入相应公式，求出e值。油滴的运动距离一般取1mm~1.5mm。对某颗油滴重复5~10次测量，选择10~20颗油滴，求得电子电荷的平均值e。在每次测量时都要检查和调整平衡电压，以减小偶然误差和因油滴挥发而使平衡电压发生改变。

五、试验数据处理e=1.59

=0.6%

物理学试验

n12345678910

V平

t113.1215.0222.5216.7618.1013.6524.4011.5420.5820.76

t2

t3

t413.0514.7322.5716.8418.2713.8324.3711.5020.6520.84

t

q21.2011.166.449.3816.2816.044.6830.1012.918.02

N

ei1.511.591.611.561.631.601.561.581.611.60

125119181198100157221110104165

13.0312.8415.2614.7122.4922.7416.5816.7718.3118.2413.7613.8424.3624.3511.5011.6220.6120.6820.8320.85

13.0114.9322.5816.7518.2313.7724.3711.5420.6320.82

14746101031985

试验条件：油的密度重力加速度空气粘滞系数油滴匀速下降距离修正常数大气压强平行极板间距离391gm(20℃)8k

.30gkm118s51

g99.ms73

21

l51m10.b6mm10H.71cg6

p70H6cg.m

d5.0010

3

m

注：n—第几个油滴，t1-t4—每个油滴测时间四次(s),t-t1-t4的平均值(s)N-每个油滴带几个电子，,的一个电子的电量，

V平-平衡电压(伏),

ei-由第i个油滴算出e-由10个油滴算出的电子电量的平均值(10-19c)

六、误差分析1理论误差由于油的密度ρ、空气的粘滞系数都是温度的函数,重力加速度g和大气压强p又随试验地点和试验条件的改变而改变,但是一般条件下,计算的误差只有百分之一左右。因此式(10)是可取的,它给试验结果的计算带来了方便。2测量误差a、密立根油滴试验是一个操作技巧要求较高的试验,因此,在试验仪器相同的状况下,测量误差除了由系统误差引起的部分,主要就是由测量人员的主观素养引起的偶然误差形成的。b、选择合适的油滴很重要,油滴的体积太大,大的油滴虽然简单观测,但质量大,需要带许多电荷才能取得平衡,而且下落时间短,结果不易测准。油滴的体积过小,简单产生漂移,也会增大测量误差。选择那些质量适中而带电量不太多的油滴才是可取的,可依据平衡电压的大小(约200V)和油滴匀速下降的