大学物理实验（上）密立根油滴实验测电子电荷.ppt

密立根油滴实验测电子电荷实验目的了解密立根油滴仪的结构,油滴实验测定电子电荷的设计思想和方法;D图像传感器的原理和电视显微测量方法;用平衡法测量电子电量的大小;验证电荷的量子性。重点与难点重点:(1)了解实验测定电子电荷的设计思想和方法;(2)用平衡法测量电子电量的大小;验证电荷的量子性。操作难点(1)选择到合适的油滴;(2)测准下落时间。。设油滴的质量为m,所带的电荷为q,两极板间的电压为v,则油滴在平行极板间将同时受到重力mg和静电力qE的作用。如图所示。若某一电荷恰好在电压V下达到平衡,,油滴受重力作用而加速下降,但受空气阻力的作用(空气阻力与物体运动速度成正比),下降一段距离达到某一速度后,阻力与重力平衡,如图所示(空气浮力忽略不记),油滴将匀速下降,根据斯托克斯定律,油滴匀速下降时:式中是空气的粘滞系数,a是油滴的半径。,其粘度需修正,取油的密度,重力加速度空气黏度,油匀速下降的距离,修正常数,大气压强,平行极板距离可推导最终的测量表达式为其中,单位均用国际单位制。实验步骤1. 调整仪器(1)将仪器放平稳,调节仪器底部两只调平螺丝,使水准仪气泡处于中央位置,这时平行板处于水平,从而保证电场和重力场相平行,然后接通电源。(2)正确喷入油雾。将平衡电压调到100V左右;工作电压开关打在“下落”位置,油雾室的油孔打开以便喷油;使喷雾器的喷雾口斜向上,用掌心挤压橡皮球部分一两下,即可在监视器上看到很多油滴做下降运动;关上油雾孔,将工作电压开关调到“平衡”位置。(1)练****控制油滴(2)练****测量油滴运动的时间(3)练****选择油滴(平衡电压150-400V,下落时间15-40s)(为何不能选太大和太小的油滴?为何有些油滴可下落,但不能提升?)注意事项喷油雾时,应将电容器短路,油雾容易喷入。(2)用喷雾器将油从喷雾口喷入油雾室后,推上油雾孔挡板,以免空气流动而使油滴乱漂移,实验时应该尽量避免油滴仪周围空气流动。注意事项(3)微调显微镜的调焦手轮,当监视器上出现大量清晰的油滴,如夜空繁星,说明显微镜已调好。D的位置,一边寻找合适的带电微粒。(4)喷油雾时喷雾器应该竖拿,喷雾器对准油雾室的喷雾口,轻轻喷入少许油滴即可。切勿将喷雾器插入油雾室,甚至将油倒出来,否则会弄脏油滴盒,甚至堵塞落油孔。