文档介绍：实验目的
用CCD微机密立根油滴仪是验证电荷的不连续性及测量基本电荷的电量的物理实验仪器。
D图像传感器的原理及应用、学****电视显微测量方法。
实验仪器及结构
D电视显微镜、电路箱、监视器等组成。
油滴盒是个重要部件,从图一上可以看到,上下电极直接用精加工的平板垫在胶木圆环上,这样极板间的不平衡度、。,在胶木圆环上开有显微镜观察孔和照明孔。
油滴盒外罩有防风罩,罩上放置一个可取下的油雾杯,杯底中心有一个落油孔及一个挡片,用来开关落油孔。
在上电极上放有一个可以左右拨动的压簧,注意,只有将压簧拨到最边位置,方可取出上极板。
照明灯安装在照明座中间位置,采用了带聚光的半导体发光器件。
图一
电路箱体内装有高压产生、测量显示等电路。底部装有三只调平手轮,面板结构见图二。由测量显示电路产生的电子分划板刻度,与CCD摄像头的行扫描严格同步,相当于刻度线是做在
CCD器件上的。
图二
OM98/OM99油滴仪的标准分划板是结构,垂直线视场为2mm,分8格,。
在面板上有两只控制平行极板电压的三档开关,K1控制上极板电压极性,K2控制极板上电压的大小。当K2 处于中间位置,即“平衡”档时,可用电位器调节平衡电压。打向“提升”档时,自动在平衡电压的基础上增加200~300V的提升电压,打向“0V”档时,极板上电压为0V。
为了提高测量精度,OM98/OM99油滴仪将K2的“平衡”、“0V”档与计时器的“计时/停”联动。在K2 由“平衡”打向“0V”时,油滴开始匀速下落的同时开始计时,油滴下落到预定距离时,迅速将K2由“0V”档打向平衡档,油滴停止下落的同时停止计时。这样,在屏幕上显示的是油滴实际的运动距离及对应的时间,提供了修正参数。这样可提高测距、测时精度。根据不同的教学要求,也可以不联动。(拔去K2的一个插头即可)
由于空气阻力的存在,油滴是先经一段变速运动然后进入匀速运动的。但这变速运动时间非常短,,与计时器的精度相当。所以可以看作当油滴自静止开始运动时,油滴是立即做匀速运动的;运动的油滴突然加上原平衡电压时,将立即静止下来。
OM98/OM99油滴仪的计时器采用“计时/停”方式,即按一下开关,清零的同时立即开始计数,再按一下,停止计数,并保存数据。,但内部计时精度为s。
主要技术指标
平均相对误差:<3% 平行极板间距离:
极板电压:DC 0~700V可调提升电压:200V~300V
数值电压表:0~999V1V 数字毫秒计:0~
电视显微镜:放大倍数60(标准物镜),120(选购物镜)
分划板刻度:电子方式,垂直线视场分八格,
电源: ~220V、50Hz。
实验原理
一个质量为m,带电量为q的油滴处在二块平行极板之间,在平行极板未加电压时,油滴受重力作用而加速下降,由于空气阻力的作用,下降一段距离后,油滴将作匀速运动,速度为Vg,这时重力与阻力平衡(空气浮力忽略不计),如图三所示。根据斯托克斯定律,粘滞阻力为fr=6aVg
式中是空气的粘滞系数,a 是油滴的半径。这时有
6aVg=mg