文档介绍：芈实验目的膂1、 通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量,验证电荷的不连续性,并测定电子电荷的电荷值e。 薂2、 通过实验过程中,对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等,培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。 芇3、 学****和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。芇二、实验原理:薃一、实验原理肀1、静态(平衡)测量法芀用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的平行极板之间。油在喷射撕裂成油滴时,一般都是带电的。设油滴的质量为m,所带的电量为q,两极板间的电压为V,如图1所示。莇羄螂聿蒇蒅图1芀如果调节两极板间的电压V,可使两力达到平衡,这时:袈(1)薇为了测出油滴所带的电量q,除了需测定平衡电压V和极板间距离d外,还需要测量油滴的质量m。因m很小,需用如下特殊方法测定:平行极板不加电压时,油滴受重力作用而加速下降,由于空气阻力的作用,下降一段距离达到某一速度后,阻力与重力mg平衡,如图2所示(空气浮力忽略不计),油滴将匀速下降。此时有:袆(2)芆其中是空气的粘滞系数,是油滴的半径。经过变换及修正,可得斯托克斯定律:袁(3)羁其中b是修正常数,b=×10-6m·cmHg,p为大气压强,单位为厘米***高。芇蚃袃羁蚇莅蚂图2肁肈至于油滴匀速下降的速度,可用下法测出:当两极板间的电压V为零时,设油滴匀速下降的距离为,时间为t,则袃(4)蒁最后得到理论公式:膁(5)葿2、动态(非平衡)测量法薅非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V,但并不调节V使静电力和重力达到平衡,而是使油滴受静电力作用加速上升。由于空气阻力的作用,上升一段距离达到某一速度υ后,空气阻力、重力与静电力达到平衡(空气浮力忽略不计),油滴将匀速上升,如图3所示。这时:蒄(6)芀薆芇芃莀羇螅图3羂当去掉平行极板上所加的电压V后,油滴受重力作用而加速下降。当空气阻力和重力平衡时,油滴将以匀速υ下降,这时:蒀(7)莈化简,并把平衡法中油滴的质量代入,得理论公式:蒇(8)螁蒀三、实验仪器:蝿根据实验原理,实验仪器——密立根油滴仪,应包括水平放置的平行极板(油滴盒),调平装置,照明装置,显微镜,电源,计时器(数字毫秒计),改变油滴带电量从q变到q′的装置,实验油,喷雾器等。MOD-5型密立根油滴仪的基本外形和具体结构示于图4。袄螄薀四、实验数据处理:袆蚆薂思考题蚀(1)若平行极板不水平,对测量有何影响?芆若不水平,油滴不会垂直运动,运动距离难以计算,且垂直方向平衡时收到的力大于重力肄(2)如何选择合适的油滴进行测量?,所加电压大于200螀(3)为什么要静止和匀速?实验上怎样做才能保证油滴做匀速运动?蚇静止或匀速时油滴才能受力平衡。从起始线静止开始,过一段时间经过下方测量线再开始测量螆(4)怎样区别油滴所带电荷量的改变和测量时间的误差?莄如果平衡电压变化过大,则说明带电量发生了改变袀(5)为什么向油雾室喷油时要使两极板短路肈使其中不存在电场,大量油滴可以通过重力自然进入两基板之间。、运动时间等这些可以直接测量和控制的宏观物理量来实现