密立根油滴实验实验报告

实验目的1、通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定电子电荷的电荷值e。2、通过实验过程中，对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。3、学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。精品文档，你值得期待二、实验原理：一、实验原理1、静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的平行极板之间。油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。设油滴的质量为m，所带的电量为q，两极板间的电压为V，如图1所示。图1如果调节两极板间的电压V，可使两力达到平衡，这时：dVqqEmg(1)为了测出油滴所带的电量q，除了需测定平衡电压V和极板间距离d外，还需要测量油滴的质量m。因m很小，需用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度g后，阻力rf与重力mg平衡，如图2所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。此时有：mgvafgr6(2)其中是空气的粘滞系数，是a油滴的半径。经过变换及修正，可得斯托克斯定律：pabvafgr16(3)其中b是修正常数，b=6.17×10-6m·cmHg,p为大气压强，单位为厘米汞高。图2至于油滴匀速下降的速度gv，可用下法测出：当两极板间的电压V为零时,设油滴匀速下降的距离为l，时间为t，则ggtlv(4)最后得到理论公式：Vdpabtlgqg23)1(218(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适当的电压V，但并不调节V使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ后，空气阻力、重力与静电力达到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图3所示。这时：mgdVqvae6（6）图3当去掉平行极板上所加的电压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：mgvg6（7）化简，并把平衡法中油滴的质量代入，得理论公式：21231111218eeetttvdpablgq（8）三、实验仪器：根据实验原理，实验仪器——密立根油滴仪，应包括水平放置的平行极板（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′的装置，实验油，喷雾器等。MOD－5型密立根油滴仪的基本外形和具体结构示于图4。四、实验数据处理：思考题(1)若平行极板不水平，对测量有何影响？若不水平，油滴不会垂直运动，运动距离难以计算，且垂直方向平衡时收到的力大于重力(2)如何选择合适的油滴进行测量？下落0.2mm用时15到30s之间，所加电压大于200(3)为什么要静止和匀速？实验上怎样做才能保证油滴做匀速运动？静止或匀速时油滴才能受力平衡。从起始线静止开始，过一段时间经过下方电压/vT/s电荷量*10^19平均约带电荷电子电量/C*10^-19油滴1307253.2299709863.24000521.62000330924.93.22929769930924.73.270390422307253.22997098630824.73.28100857330825.13.199391569油滴236722.53.186789343.23309721.61654836822.33.2228460836922.43.1916877136822.13.268595341368223.29186765536922.23.236793921油滴324522.54.7736803584.79909331.59969824422.34.86068589224422.44.82677362824322.54.81296990824522.54.77368035824322.74.746766501油滴423119.56.33196726.3894541.59736222919.46.43873002523119.26.48704764423119.46.38298344522919.66.33647317323019.56.359497493油滴521514.211.1463004611.3039871.61485421314.311.129037492151411.3944652121214.411.0611888721813.911.3633938721613.711.729476331.609693*10^-19C平均电子电量测量线再开始测量(4)怎样区别油滴所带电荷量的改变和测量时间的误差？如果平衡电压变化过大，则说明带电量发生了改变(5)为什么向油雾室喷油时要使两极板短路使其中不存在电场，大量油滴可以通过重力自然进入两基板之间。五．总结本实验利用电压、运动时间等这些可以直接测量和控制的宏观物理量来实现对微观物理量电子电量的测量。把宏观的电量通过油滴这个在宏观微小但在微观又较大的媒介与微观的电子电量联系起来，可以说是一种极其有创造力的做法。在测量的过程中，关键点在于如何找到合适的油滴，这十分要求实验者的耐心和观察能力。比较的方式是找到大量油滴后将电压调到200v，选择仍在缓慢下降的油滴。但是仍然很靠运气，需要很多次实验。这说明，在实验时一定不能怕麻烦而放弃，只有大量的实验才能让我们得到正确的数据。春天的风是有灵性的，依着风的眼眸，我看到了那一株株桃花读信的倩影，在桃林深处，紫色的青藤爬满那个小屋。我的小城，桃花已然开成海，像是一场粉色的春梦。是否，可以赴一场最美的相逢，如是，便不负曾经许下的约定。守住心底最美风景，是一种风度，一种期望。让心，随花儿轻舞，让梦，随蝶儿翩跹。等一缕柔风载满诗意，落满我的小院，好想，牵着你的手走在花开的路上，临摹又一个春的相遇，陌上绿色蔓延，让深情的诗句落在眉弯，打开灵魂的心门，写尽情意绵绵。春雨如丝，暖了一季寒凉露出温暖，碧水映蓝天，云朵儿似乎摸到嫩草尖尖。花香十里，暗香盈袖。我们微笑着，不说话，就十分美好。生命里，总会有一些人，渐行渐远，偶尔想起，却只是停留在文字里，那一抹淡淡的回忆。唯有春天，总那么诗意明亮，始终晕染着眉心，让涩涩的往事随风，让一些温暖的记忆温润着心房。珍惜眼前的幸福，紧握手中的暖意，面向青山绿水，一路微笑，一路行走……情暖山水间，盈一份诗意于心田，以云的飘逸轻盈过往，以花的姿态拥馨香满怀，以文字的杯盏邀约一曲细水长流。煮一壶春色，与时光对语。窗前，柳枝儿发芽，玉兰含苞，时光一直绕指馨香。心念如这徐徐春风，荡漾成一片流云。春落人间，一种别样的景致美了心境，所有的疲惫与忧愁也随风而去，微笑着面对生活，用内心的那份热情，那份纯真来经营生活，来创造幸福，何尝不是一种快乐？我的流年，风过，红尘入画；雨落，缠绵入心。行走在春天里，眼里满是明丽与清澈，一树一树的花开，细碎而芬芳；一片一片的绿地，静美而清新。嗅着阳光的味道，把自己置身于大自然中，真好！只要心足够明媚，纵然有小小的阴霾也无妨。我们一路走来，沿途总会有美丽的风景。于喧嚣红尘中，守着心灵的一方山水。不乱于心，不困于情，不畏将来，不念过往。春水初生，耐人寻味。春雨如丝，丝如媚，绵绵的不着一点儿声息。踏春而去，不知是哪一处的红尘山水在心间已布满了雅致，心如花开，一朵娴雅的光阴，柔软着眼角的笑意，置身于安暖的春天，一抹浅喜，一怀深爱。一颗心，便在另一颗心的相随里静好。春光无限温柔地洒满山川，我愿，生命里所有的远方，都开满春天的芬芳，待一轮明月悄悄爬上西窗，归来的都是安详。三月，阳光明媚，草色青青，小鸟儿也灵动了起来，叽叽喳喳唱着春天的歌。这样的日子，适合出去走走，吹吹风，赏赏春天的美景，放松一下身心，这也是一种快乐。其实，人生就像一场旅行，也许在旅程中我们会拥有某些东西，也会失去一些东西。但无论怎样，我们一样在阳光下灿烂，风雨中奔跑，做自己的梦，走自己的路。