湖北民族學(xué)院近代物理實(shí)驗(yàn)(密立根油滴實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)報(bào)告

PAGEPAGE1湖北民族學(xué)院理學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)日期：2015年5月12日課程名稱(chēng)：近代物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)題目：密立根油滴實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)對(duì)帶電油滴在重力場(chǎng)和靜電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的測(cè)量，驗(yàn)證電荷的不連續(xù)性，并測(cè)定電子的電荷值e。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)儀器的調(diào)整、油滴的選擇、耐心的跟蹤和測(cè)量以及數(shù)據(jù)的處理等，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真和一絲不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和態(tài)度。3.學(xué)習(xí)和理解密立根利用宏觀量測(cè)量微觀量的巧妙設(shè)想和構(gòu)思。二實(shí)驗(yàn)儀器CCD顯微密立根油滴儀，實(shí)驗(yàn)油，噴霧器等。三實(shí)驗(yàn)原理靜態(tài)（平衡）測(cè)量法用噴霧器將油滴噴入兩塊相距為d的平行極板之間。油在噴射撕裂成油滴時(shí)，一般都是帶電的。設(shè)油滴的質(zhì)量為m，所帶的電量為q，兩極板間的電壓為V，如圖1所示。如果調(diào)節(jié)兩極板間的電壓V，可使兩力達(dá)到平衡，這時(shí)：為了測(cè)出油滴所帶的電量q，除了需測(cè)定平衡電壓V和極板間距離d外，還需要測(cè)量油滴的質(zhì)量m。因m很小，需用如下特殊方法測(cè)定：平行極板不加電壓時(shí)，油滴受重力作用而加速下降，由于空氣阻力的作用，下降一段距離達(dá)到某一速度后，阻力與重力mg平衡，如圖2所示（空氣浮力忽略不計(jì)），油滴將勻速下降。此時(shí)有：其中是空氣的粘滯系數(shù)，是油滴的半徑。經(jīng)過(guò)變換及修正，可得斯托克斯定律：其中b是修正常數(shù)，b=6.17×10-6m·cmHg,p為大氣壓強(qiáng)，單位為厘米汞高。至于油滴勻速下降的速度，可用下法測(cè)出：當(dāng)兩極板間的電壓V為零時(shí),設(shè)油滴勻速下降的距離為，時(shí)間為t，則最后得到理論公式：四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：1.調(diào)整儀器將儀器放平穩(wěn)，調(diào)節(jié)儀器底部左右兩只調(diào)平螺絲，使水準(zhǔn)泡指示水平，這時(shí)平行極板處于水平位置。預(yù)熱10分鐘，利用預(yù)熱時(shí)間從測(cè)量顯微鏡中觀察，如果分劃板位置不正，則轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡頭，將分劃板放正，目鏡頭要插到底。調(diào)節(jié)接目鏡，使分劃板刻線清晰。將油從油霧室旁的噴霧口噴入（噴一次即可），微調(diào)測(cè)量顯微鏡的調(diào)焦手輪，這時(shí)視場(chǎng)中即出現(xiàn)大量清晰的油滴。2.開(kāi)始測(cè)量當(dāng)油滴處于平衡位置，使油滴上升到達(dá)0刻度線上，然后把開(kāi)關(guān)撥向“下降”，到達(dá)0刻度線時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。測(cè)量油滴勻速下降經(jīng)過(guò)選定測(cè)量距離所需要的時(shí)間t。對(duì)同一顆油滴進(jìn)行5次測(cè)量，并用同樣的的方法對(duì)6顆油滴進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖（部分)：對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行列表分析（如下表）：其中T1~T5同一顆油滴進(jìn)行5次測(cè)量的時(shí)間，ei是用公認(rèn)的電子電荷值e=1.60×10^-19C去除以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電量q，得到一個(gè)接近于某一個(gè)整數(shù)的數(shù)值，這個(gè)整數(shù)就是油滴所帶的基本電荷的數(shù)目i。用這個(gè)i去除實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電量，可得電子的電荷值e。運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間（s)電壓（V）T1T2T3T4T5平均時(shí)間t/s帶電量q(C)i=q/eei=q/i32830.1129.4830.8731.2530.6430.471.562×10-1911.562×10-1932529.5830.5129.8730.4529.9430.071.610×10-1911.610×10-1926432.5632.2532.0733.4432.7532.611.743×10-1911.743×10-1925233.2834.1133.0133.3833.3033.411.757×10-1911.757×10-194523.4122.5122.9023.9723.3823.231