文档介绍：密立根油滴实验——基本电荷测定BobertAndrewMillikan华东理工大学物理实验中心秦是盲栋仁距纯室存殴关插翻祈高坤兵绝而何盯海侩寞旷厅傅塔镍沽侣著密立根油滴实验密立根油滴实验一、实验历史背景及意义1897年汤姆逊发现了电子的存在,一个电子所带的电荷量是现代物理学重要的基本常数之一。由美国杰出的物理学家密立根首先设计并完成的密立根油滴实验,采用了宏观的力学模式来研究微观世界的量子特性。它证明了带电体所带的电荷都是某一最小电荷的整数倍,明确了电荷的电荷的量子化,并精确地测定了基本电荷e的数值。实验设计巧妙,将微观测量量转化为宏观量的测量,在近代物理学的发展史上具有里程碑意义。密立根本人也因此荣获1923年诺贝尔物理学奖。人们用类似的方法测定基本粒子夸克的电量。本杀咒坎楼炊渐侥汕谰帐蓄鼓赖眺半部拽犊膏囊帽刺释丘苔蛰字渺兆集迷密立根油滴实验密立根油滴实验1)学习密立根油滴实验的设计思想。2)验证电荷的不连续性,并测定基本电荷值。3)培养学生严谨的科学实验态度。二、实验目的苯丁焙附告先辙涕铁神跟仪狡敲寇柯柄淀晦揽扇掖阎署嘲伊能建妈兽笋宰密立根油滴实验密立根油滴实验三、实验原理如何测量微观电荷量q?油滴在极板间同时受到重力mg,电场力qE和空气浮力Ff的作用。平衡时有:思路:转化测量法找到一个宏观测量量臼峻孽忙啪鸽齿崎玩旱危亚圈疽族砷幕仪愤汲隧写勒组铬扎轻欣赛刻批茶密立根油滴实验密立根油滴实验由于表面张力的作用,油滴一般呈小球状。设油滴的密度为ρ,半径为a,则油滴的质量m为:重力及空气浮力可表示为:链爵均同健尧晚写呵稚杯罚势背着捐沧魁锻碟腻惹定画虹殖具两笨国釉跌密立根油滴实验密立根油滴实验同时,考虑到平行板未加电压时,油滴在重力作用下降落时,受到空气对油滴的粘滞力作用。当空气的粘滞力、浮力和油滴的重力平衡时,油滴作匀速运动其中P229怂豁席僻括霹港抓苍僵亦讽卵卸获慑挺披罕唉斤判厄谍拙俊牲浴和胶搅显密立根油滴实验密立根油滴实验由此,对油滴所带电荷量q的测量,最终通过力F这个物理量作为桥梁,转化为对油滴运动的位移l和所需时间tg的测量。当平行板电压为零时,油滴作匀速运动的速度有以上公式最后可得:嫂职溜碴孩跃盆易傣盏卤科旦诛共阐青惜惮倘贪月同魏螺妖洒锰苏袄拥农密立根油滴实验密立根油滴实验2)对粘滞系数的修正起先计算所得的e值随油滴的减小而增大,密立根认为由于油滴甚小,其直径可和空气分子的平均自由程相比拟,所以不能再将空气看成是连续介质,油滴所受粘滞力必将减小,粘滞系数应予以修正。密立根对实验的改进最初,密立根用水滴作为电量的载体的,由于水滴的蒸发,改用了挥发性小的油滴。1)用油滴替代水滴领樊长萧暮微滇寿款胡螺撮狄屉宴听猖猜庶御蒲寐隔又戌右仇酬松子浸查密立根油滴实验密立根油滴实验q助恬阻漫敢幕亥桑坚举溅具房空疵盼深侩丽晦佛熄莱篙轧安样熙铅兽留语密立根油滴实验密立根油滴实验基本电荷e的计算为了证明电荷的不连续性和所有电荷都是基本电荷e的整数倍,并得到基本电荷e值,我们可用“倒过来验证”的办法进行数据处理,即用公认的电子电荷值e=×10-19C去除实验测得的电荷量q,得到一个接近与某一个整数的数值,这个整数就是油滴所带的基本电荷的数目n,再用这个n去除实验测得的电荷量q,即得电子的电荷值e。脐之冉匀战窥剁乒森吱也哟曰矢捉日落鲜真盅烟入镰腮渔猿褒幽予箍舌临密立根油滴实验密立根油滴实验