文档介绍：用密立根油滴仪测电子电量
著名的美国物理学家密立根(Robert )在1909年到1917年期间所做的测量微小油滴上所带电荷的工作,即油滴实验,是物理学发展史上具有重要意义的实验。这一实验的设计思想简明巧妙,方法简单,而结论却具有不容置疑的说服力,因此这一实验堪称物理实验的精华和典范。密立根在这一实验工作上花费了近10年的心血,从而取得了具有重大意义的结果,那就是(1)证明了电荷的不连续性(具有颗粒性)。(2)测量并得到了元电荷即为电子电荷,其值为e=×10-19C。现公认e是元电荷,对其值的测量精度不断提高,目前给出最好的结果为
e=( 177 33± 000 49)×10-19C
正是由于这一实验的成就,他荣获了1923年诺贝尔物理学奖金。
一、教学目的
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,并验证电荷的量子性;
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二、教学要求
1、实验三小时完成。
2、理解静态法测定电子电荷的基本设计思想。。
3、能够正确使用密立根油滴仪。
4、找到合适的油滴进行测量,并计算其带电量,并验证是否为基本电量整数倍。
三、教学重点和难点
1、重点:理解静态法测定电子电荷的基本设计思想。
2、难点:合适油滴的寻找。
四、讲授内容(约20分钟)
采用讲授、讨论、演示相结合的教学方法。
1、密立根油滴实验的基本设计思想。
2、结合仪器演示实验的主要步骤。
(1)仪器介绍
密立根油滴仪(包括油滴盒,水准[提问:若仪器不水平,将会产生什么影响],油雾室,照明装置,显微镜,供电电源,计时器等),放射线装置(提问:油滴是如何带电的),实验油,喷雾器(讲解如何正确将油雾喷入油雾室)。
(2)调整油滴实验装置
油滴实验装置是由油滴盒、油滴照明装置、调平系统、测量显微镜、供电电源以及电子停表、喷雾器等组成的。其中油滴盒是由两块经过精磨的金属平板,中间垫以胶木圆环,构成的平行板电容器。在上板中心处有落油孔,使微小油滴可进入电容器中间的电场空间,胶木圆环上有进光孔、观察孔。进入电场空间内的油滴由照明装置照明,油滴盒可通过调平螺旋调整水平,用水准仪检查。油滴盒防风罩前装有测量显微镜,用来观察油滴。
①水平调节。将油滴仪放置平稳,转动调平螺丝,将水准器水泡居中,此时,平行板调到水平,平衡电场方向与重力方向平行。
②将平衡电压和升降电压均调到0位置,打开电源开关。
③焦距调节。在油滴仪预热(约10分钟)时,从测量显微镜中观察,转动目镜头,将分划板位置放正,并将目镜插到底。调焦接目镜,使分划板刻线清晰。
(3)观察油滴的运动
①在喷雾器中注入少许油,将油从喷雾口轻轻喷入(一次即可)。微调测量显微镜的调焦轮,使视场中的油滴清晰。
②将平衡电压反向开关拨向“+”或“-”,转动平衡电压旋钮,使平衡电压在300V左右。选择其中一滴油滴,仔细调节平衡电压使其静止。
②保持平衡电压不变,利用升降电压调节旋钮和升降电压反向开关,使所选择的油滴上下移动。
(4)测量平衡电压及油滴匀速运动的时间