文档介绍：葿螇膀Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse芄蚁衿蒀袆***浙江大学宁波理工学院螃莁薇物理实验报告芇芈膂实验名称:密立根油滴实验测电子电荷e膃膂节实验目的:荿莆薈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。薂袂羄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。莀蒅芅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。芅蚂莂仪器用具:膈袇羈密立根油滴实验仪蚅莃蚆实验原理:艿羅羃膄衿莂动态测量法芀莈荿假设重力场中一个足够小油滴的运动,设此油滴半径为,质量为,空气是粘滞流体,故此运动油滴除重力和浮力外还受粘滞阻力的作用。由斯托克斯定律,粘滞阻力与物体运动速度成正比。设油滴以速度匀速下落,则有薄蕿膄(1)肈蒆螂此处为与油滴同体积的空气质量,为比例系数,为重力加速度。油滴在空气及重力场中的受力情况如图1所示:羃莀蒂腿薅蒆莂肀袆若此油滴带电荷为,并处在场强为的均匀电场中,设电场力方向与重力方向相反,如图2所示,如果油滴以速度匀速上升,则有芁羇薁(2)袂袁薂肈肅袇图2电场中油滴受力示意图薅薁莄聿蒈薄图1重力场中油滴受力示意图羄芁蚁袇薆芈莄肂肆羈蚄莃螃螂螁罿羇虿芃薃蒄螇膅肂由式(1)和(2)消去,可解出为蚂芃袁(3)袈蒈肀由式(3)可以看出,要测量油滴上携带的电荷,需要分别测出、、、、等物理量。莅蝿芆由喷雾器喷出的小油滴的半径是微米数量级,直接测量其质量也是困难的,为此希望消去,而代之以容易测量的量。设油与空气的密度分别为、,于是半径为的油滴的视重为袀薆膅(4)螅蒀羁实验内容:蚇螄芇学****控制油滴在视场中的运动,并选择合适的油滴测量元电荷。要求至少测量5个不同的油滴,每个油滴的测量次数应在3次以上。膄芀羇调整油滴实验仪螈肇袄水平调整蚃羀羁调整实验仪底部的旋钮(顺时针仪器升高,逆时针仪器下降),通过水准仪将实验平台调平,使平衡电场方向与重力方向平行以免引起实验误差。极板平面是否水平决定了油滴在下落或提升过程中是否发生前后、左右的漂移。袀膅蚇喷雾器调整肃螁莅将少量钟表油缓慢的倒入喷雾器的储油腔内,使钟表油湮没提油管下方,油不要太多,以免实验过程中不慎将油倾倒至油滴盒内堵塞落油孔。将喷雾器竖起,用手挤压气囊,使得提油管内充满钟表油。蚇薇蚂仪器硬件接口连接蒂蒁肁主机接线:电源线接交流220V/50Hz;Q9视频输出接监视器视频输入(IN)。蚈蚆肈监视器:输入阻抗开关拨至75(ohm),Q9视频线缆接IN输入插座。电源线接220V/50Hz交流电压。前面板调整旋钮自左至右依次为左右调整、上下调整、亮度调整、对比度调整。膆节***实验仪联机使用螀螄蒁打开实验仪电源及监视器电源,监视器出现欢迎界面薅羂膁按任意键:监视器出现参数设置界面,首先,设置实验方法,然后根据该地的环境适当设置重力加速度、油密度、大气压强、油滴下落距离。薇***葿“←”表示左移键、“→”表示为右移键、“+”表示数据设置键。肄螂薅按确认键出现实验界面:将工作状态切换至“工作”,红色指示灯亮,将平衡、提升按键设置为“平衡”。D成像系统调整蒄蒃芀从喷雾口喷入油雾,此时监视器上应该出现大量运动油滴的像。若没有看到油滴的像,则需调整调焦旋钮或检查喷雾器是否有油雾喷出,直至得到油滴清晰的图像。蚀蚇薆控制油滴的运动袃膃芇选择适当的油滴,调整平衡电压,使油滴平衡在某一格线上,将工作状态按键切换至“0V”,绿色指示灯点亮,此时上下极板同时接地,电场力为零,油滴将在重力、浮力及空气阻力的作用下作下落运动,当由滴下落到有0标记的刻度线时,立刻按下定时开始键,同时计时器开始记录油滴下落的时间;待油滴下落至有距离标志()的格线时,立即按下定时结束键,同时记时器停止记时。经历一小段时间后0V、工作按键自动切换至“工作”(平衡、提升按键处于“平衡”),此时油滴将停止下落,可以通过确认键将此次测量数据记录到屏幕上。蒇螆芃将工作状态按键切换至“工作”,红色指示灯点亮,此时仪器根据平衡或提升状态分两种情形:若置于“平衡”,则可以通过平衡电压调节旋钮调整平衡电压;若置于“提升”,则极板电压将在原平衡电压的基础上再增加200V的电压,用来向上提升油滴。莂虿莀选择适当的油滴葿袄羇要作好油滴实验,所选的油滴体积要适中,大的油滴虽然明亮,但一般带的电荷多,下降或提升太快,不容易测准确。太小则受布朗运动的影响明显,测量时涨落较大,也不容易测准确。因此应该选择质量适中而带电不多的油滴。建议选择平衡电压在150-400V之间、下落时间在20S(当下落距离为2mm时)左右的油滴进行测量。螂蒀螅平衡测量法:薀芆肂开启电源,进入实验界面将工作状态按键切换至“