油滴法測基本電荷精選課件

1、油滴法測基本電荷制作：張瑩物理實驗中心9/27/20221油滴法測基本電荷制作：張瑩物理實驗中心9/24/20221實驗介紹 美國物理學(xué)家密立根（R.A.Millikan)在1906-1917年所做的測量微小油滴上所帶電荷的工作，即油滴實驗，是物理學(xué)史上具有重要意義的實驗。油滴實驗直接驗證了電荷的量子性，并且第一次精確的測量了電子的電荷，由于這一開創(chuàng)性的工作，密立根榮獲1923年諾貝爾物理獎。9/27/20222實驗介紹 9/24/20222實驗?zāi)康?、測量基本電荷的電量，加深對電荷“量子性”的理解。2、通過本實驗進一步訓(xùn)練實驗者嚴謹求實的實驗態(tài)度和工作作風(fēng)。9/27/20223實驗?zāi)康?/2

2、4/20223實驗儀器 密立根油滴儀、顯示儀、 噴霧器、9/27/20224實驗儀器9/24/20224+F電 mg 。實驗原理fr mg 。9/27/20225+F電 mg 。實驗原理fr mg 。9/24/20225 在上圖中，首先調(diào)節(jié)極板之間的電壓，使得 qU=mg （1） 即油滴在極板之間保持靜止。 撤掉極板之間的電壓，油滴所受的電場力隨之消失，油滴在重力和空氣阻力的作用下運動，運動一段時間后， fr=mg 這樣油滴開始以此時的速度v作勻速運動。其中： 9/27/20226 在上圖中，首先調(diào)節(jié)極板之間的電壓，使得9/24/ fr=6av （2） 油滴近似為球形： m=(4/3) a3

3、（3） 同時修正為： =/(1+b/pa) （4） 因此連立以上各式，可得： q=18d/U(2g)1/2l/t(1+b/pa)3/2 9/27/20227 fr=6av （2）9/24 可見，只要測出油滴運動的速度和極板之間的電壓即可測出油滴的電量。 由電荷的“量子性”可得q只能為某一數(shù)值的整數(shù)倍，由此可以得出油滴所帶電子的總數(shù)n，從而得到一個油滴的電荷值為 e=q/n 9/27/20228 可見，只要測出油滴運動的速度和極板之間的電壓即可測出實驗步驟 1、視頻電纜 2、保險絲 3、電源線 4、電源開關(guān) 5、指示燈 6、顯微鏡 7、上電極壓簧 8、K1 9、 K2 10、計時開關(guān)K3 11、

4、平衡電壓W9/27/20229實驗步驟 1、視頻電纜 2、保險絲 9/24/202 仔細調(diào)節(jié)平衡電壓U使油滴能夠靜止于屏幕上某條刻度線上。 測量油滴勻速下降距離L所需的時間t。 對同一顆油滴進行8次測量，另選4顆油滴，用同樣的方法進行測量。9/27/202210 仔細調(diào)節(jié)平衡電壓U使油滴能夠靜止于屏幕上某條刻度線注意事項1、選擇平衡電壓200V左右，下降2mm時間 8-20s的油滴。2、每次都要調(diào)節(jié)平衡電壓。3、實驗前必須調(diào)節(jié)水準泡。4、噴油時噴霧器必須豎直。5、擦拭極板時要關(guān)掉電源，以免中電。9/27/202211注意事項9/24/202211附錄羅伯特安德勒斯密立根簡介（Robert An

5、drews Millikan）1868-1953 密立根教授是杰出的美國實驗物理學(xué)家和教育家，他把畢生精力用于科學(xué)研究和教育事業(yè)，他是電子電荷的最先測定者。 密立根從1907年開始進行測量電子電荷的實驗。1909年至1917年他對帶電油滴在相反的重力場和靜電場中的運動進行了詳細的研究。1913年發(fā)表的電子電荷測量結(jié)果9/27/202212附錄羅伯特安德勒斯密立根簡介9/24/202212 e=4.770* 10-10靜電單位電荷。這一著名的油滴實驗曾轟動整個科學(xué)界，使密立根名揚四海。 1916年密立根又解決了光電效應(yīng)的精確測量問題，第一次由光電效應(yīng)實驗測量了普朗克常數(shù)h。 密立根教授由于測量電荷和研究光電效應(yīng)的杰出成就，榮獲了1923年度諾貝爾物理學(xué)獎金。9/27/202213 9/24/202213思考題1、如何判斷油滴是否開始作勻速運動？2、是否有別的方法測量一個微小的質(zhì) 量m？3、你認為哪些因素導(dǎo)致