文档介绍:试验目标
1、 经过对带电油滴在重力场和静电场中运动测量,验证电荷不连续性,并测定电子电荷电荷值e。 
2、 经过试验过程中,对仪器调整、油滴选择、耐心地跟踪和测量和数据处理等,培养学生严厉认真和一丝不苟科学试验方法和态度。 
3、 学习和了解密立根利用宏观量测量微观量巧妙设想和构思。
二、试验原理:
一、试验原理
1、静态(平衡)测量法
用喷雾器将油滴喷入两块相距为d平行极板之间。油在喷射撕裂成油滴时,通常全部是带电。设油滴质量为m,所带电量为q,两极板间电压为V ,图 1 所表示。
图1
假如调整两极板间电压V ,可使两力达成平衡,这时:
(1)
为了测出油滴所带电量q,除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外,还需要测量油滴质量m。因m很小,需用以下特殊方法测定:平行极板不加电压时,油滴受重力作用而加速下降,因为空气阻力作用,下降一段距离达成某一速度后,阻力和重力mg平衡,图 2 所表示(空气浮力忽略不计),油滴将匀速下降。此时有:
(2)
其中是空气粘滞系数,是油滴半径。经过变换及修正,可得斯托克斯定律:
(3)
其中b是修正常数, b=×10-6m·cmHg,p为大气压强,单位为厘米汞高。
图2
至于油滴匀速下降速度,可用下法测出:当两极板间电压V为零时,设油滴匀速下降距离为,时间为t ,则
(4)
最终得到理论公式:
(5)
2、动态(非平衡)测量法
非平衡测量法则是在平行极板上加以合适电压V ,但并不调整V 使静电力和重力达成平衡,而是使油滴受静电力作用加速上升。因为空气阻力作用,上升一段距离达成某一速度υ
后,空气阻力、重力和静电力达成平衡(空气浮力忽略不计),油滴将匀速上升,图 3 所表示。这时:
(6)
图3
当去掉平行极板上所加电压V 后,油滴受重力作用而加速下降。当空气阻力和重力平衡时,油滴将以匀速υ 下降,这时:
(7)
化简,并把平衡法中油滴质量代入,得理论公式:
(8)
三、试验仪器:
依据试验原理,试验仪器——密立根油滴仪,应包含水平放置平行极板(油滴盒),调平装置,照明装置,显微镜,电源,计时器(数字毫秒计),改变油滴带电量从q变到q′装置,试验油,喷雾器等。
MOD-5 型密立根油滴仪基础外形和具体结构示于图 4。
四、试验数据处理: