文档介绍：§()在1909~1917年期间设计并完成的密立根油滴实验,在近代物理学的发展上是一个十分重要的实验。它证明了任何带电体所带的电荷都是某一最小电荷—基本电荷的整数倍,明确了电荷的不连续性,并精确测定了基本电荷的数值。密立根在油滴实验中采用经典力学的方法去揭示微观粒子的量子本性,简单、直观、巧妙而又准确,实验结果具有无可置辩的说服力,堪称物理实验的楷模。在这个实验里,我们通过实验测量,验证电荷的量子性,并学****密立根精湛的物理思想、实验技术和严谨的科学作风,进一步提高我们的实验素质和实验能力。一、。,验证电荷的不连续性,并测定电子的电荷值。二、仪器和用具MOD-5型密立根油滴仪三、:带电油滴在电场、重力场以及空气阻力的共同作用下,将静止或作匀速运动,通过测量所加电场的电压和匀速运动的速度,从而测出带电油滴所带电量。进而测量不同的油滴所带电量,由测量的数据可以发现油滴的电量是不连续的,并存在最大公约数,这个最大公约数也就是基本电荷,即电子所带电量。用油滴法测量电子电量有静态测量法和动态测量法两种方法。两种方法的思想是一样的,指示动态法要多考虑一个因素(空气阻力)的影响。-1 -2 存在电场时油滴受力情况用喷雾器将油喷入两块相距为的平行板之间,油在撕裂成油滴时,一般都是带电的。设油滴质量为,带电量为,在极板间不加电压,且不忽略空气浮力的情况下,油滴将受到了两个力的共同作用(-1):重力和油滴运动时空气的粘滞力(-1)式中,和分别为油滴的半径和运动速度,为空气的粘滞系数。开始时油滴加速下降,由于空气阻力的作用,最后二个力达到平衡,油滴作匀速运动,此时油滴的速度写为,则(-2) 在两极板之间加电压为后,油滴除了受到重力和空气粘滞力作用外,还将受到电场力的作用(-2所示)。在三力共同作用下,开始时油滴加速上升,同样由于空气阻力的作用,最后三力达到平衡,油滴作匀速运动,此时的速度写为,则有(-3)联立求解以上二式,可得到(-4) 从(-4)式可以看出,要测量电子的电荷,除了需要测量两极板之间的电压和间距以及油滴的运动速度外,还须测量油滴的质量。由于表面张力和空气悬浮的原因,油滴总是呈小球状。设油的密度为,油滴的质量克表示为(-5)有(-2)和(-5)式可得油滴的半径: (-6)考虑到油滴的半径非常小,空气不能视为连续介质,空气的粘滞系数应作相应的修改,经修正后的油滴质量半径可写为(-7)式中,修正常数,为空气压强。实验时取油滴匀速上升和匀速下降的距离相等,均为,测出油滴匀速下降的时间为,匀速上升的时间为,则。, (-8)把(-8)和(-7)代入到(-4)中,得到油滴所带电量的表述式: (-9)调节平板间的电压,使油滴静止下来,则有,,则上式简化为(-10) (-9)(-10)式分别为动态法和静态法测油滴的公式,显然静态法只是动态法的一种特殊情况。在精度要求不高的情