山东英才职业技术学院实验报告 大学物理实验 课程 20xx年x月x日机械 学院系 本科一 班 姓名 学号 同组人姓名 实验题目密立根油滴实验测电子电量 成绩 一、实验目的 1、验证电荷的不连续性2、测定电子电量。 二、实验仪器用具 计算机及其仿真软件 三、实验原理 1、设两个极板之间不加电压当重力和空气阻力达到平衡时油滴将做匀速下降如图所示。设其速度为gv则有 gvrgr6343 1 2、当极板两端加上合适的电压为1U时使油滴处于静止状态则有 03413dUqgr 2 由1式和2式联立即可测得油滴的电量为

ggtlv/ gtUldqg2182/312/32/3 3 3、粘滞系数的修正由于油滴小不能视为连续介质 gtlgpb231 4 式中b为常数p为大气压强将4式代入3式则有

2/312/32142/312/32/32/31110960.1110430.111231218ggggtUttUtlgpbgldq 5 四、实验内容 一启动软件双击桌面“大学物理仿真实验”软件图标→在菜单上单击“油滴实验”按钮→单击窗口中的“开始实验”图标。 二仪器调节 1?6?1?6?1图Ud 1调平仪器按照要求调节调平螺丝使气泡处于气室中央。 2、调焦显微镜用左键和右键在调焦窗口中单击调焦齿轮使右边窗口中金属丝的像清晰可见。 三实验内容及步骤 1、单击电压表进入实验状态→单击电源开关接通电源→单击油滴盒弹出观察窗口 2、在显微镜视野中选择1号油滴调节平衡电压至216V时油滴静止。依次测得它通过距离为l时所

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近代物理实验报告

密立根油滴实验

学院数理与信息工程学院班级物理

姓名

学号

时间20xx年12月9日

密立根油滴实验

【摘要】

本实验我们根据密立根油滴实验原理，引进了CCD摄像技术，从监视器上观察油滴运动，测定了油滴带电量q，并运用差值法处理了相应数据，得出了元电荷e的值，验证了电荷的量子性，同时也了解了密立根巧妙的设计思想，进一步提高了实验技能。

【关键词】油滴；平衡态；非平衡态；电荷大小

【引言】

19xx年密立根设计并完成了密立根油滴实验，其重要意义在于它直接地显示出了电量的量子化，并最早测定了电量的最小单位——基本电荷电量e，即电子所带电量。这一成就大大促进了人们对电和物质结构的研究和认识。油滴实验中将微观量测量转化为宏观量测量的巧妙设想和精确构思，以及用比较简单的仪器，测得比较精确而稳定的结果等都是富有创造性的。由于上述工作，密立根获得了19xx年度诺贝尔物理学奖。密立根的实验装置随着技术的进步而得到了不断的改进，但其实验原理至今仍在当代物理科学研究的前沿发挥着作用，例如，科学界用类似的方法测定出基本粒子——夸克的电量。

【实验方案】

一、实验原理

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密立根油滴实验——电子电荷的测量

【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。

【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。如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：

mg?qE?qV

d (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?后，阻力gfr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：

fr?6?a?vg? (2)

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实验题目：密立根油滴实验——电子电荷的测量

『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。

『实验原理』

用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

以下是几组实验数据：

第1粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差

第1次测量数据 235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%

第1粒油滴结果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%

第2粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差

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密立根油滴实验

张加蒙 物理学112班 11200127

摘要：密立根油滴实验是一个经典的电磁学实验，本文介绍了密立根油滴仪的结构原理和测定最小电子电荷的简易方法，并利用三种简单常用方法对实验数据进行处理，得出电子电荷。

关键词：密立根油滴实验 电子电荷 散点图法 差值法

由美国实验物理学家密立根首先设计并完成的密立根油滴实验,在近代物理学的发展史上是一个十分重要的实验。它证明了任何带电物体所带的电荷都是某一最小电荷 基本电荷的整数倍,明确了电荷的不连续性;并精确地测定了这一基本电荷的数值,为从实验上测定其它一些物理量提供了可能性。目前大学物理实验中，采取较为先进的仪器，结合CCD摄像技术，从监视屏上观察油滴运动，提高实验的精度，而且更方便测量计算。

1、密立根油滴实验原理[1][2]

实验是从观察和测定带电油滴在电场中的运动规律入手,来测定电子的电荷值。当用喷雾器喷出油滴时,细微的油滴由于摩擦,一般都已带电。

图 1 带电油滴在平行板间受力情况示意图

油滴在平行板电容器内受力有重力F??mg，空气浮力F

?，电场力

Fe?qE，以及总是跟运动方向相反的斯托克斯粘滞阻力F?，如图1示。

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密立根油滴实验实验报告

密立根（R.A.Millikan）在1910-19xx年的七年间，致力于测量微小油滴上所带电荷的工作，这即是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展过程中具有重要意义的实验。密立根经过长期的实验研究获得了两项重要的成果：一是证明了电荷的不连续性。即电荷具有量子性，所有电荷都是基本电荷e的整数倍；二是测出了电子的电荷值—即基本电荷的电荷值e?(1.602?0.002)?10库仑。

本实验就是采用密立根油滴实验这种比较简单的方法来测定电子的电荷值e。由于实验中产生的油滴非常微小（半径约为10m，质量约为10kg），进行本实验特别需要严谨的科学态度、严格的实验操作、准确的数据处理，才能得到较好的实验结果。

【实验目的】

1. 验证电荷的不连续性，测定基本电荷的大小。

2 . 学会对仪器的调整、油滴的选定、跟踪、测量以及数据的处理。

【实验仪器】

密立根油滴仪，显示器，喷雾器，钟油

【实验仪器介绍】

密立根油滴仪包括油滴盒、油滴照明装置、调平系统、测量显微镜、供电电源以及电子停表、喷雾器等部分组成。

MOD-5型油滴仪的外形以实验装置图如图1所示，其改进为用CCD摄像头代替人眼观察，实验时可以通过黑白电视机来测量。

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五．数据分析

数据分析由matlab辅助进行，已附上代码，具体的分析都在注释中，计算结果也整理列出了。

代码中tg,te,V1,V2的值：

%基本参数%

>> Rho=981;

>> g=9.8;

>> Mu=1.83*10^(-5);

>> l=1.5*10^(-3);

>> b=6.17*10^(-6);

>> p=76;

>> d=5*10^(-3);

>> for i=1:7%遍历数据，将七个油滴的电量Q求出%

a=(9*Mu*l./(2*Rho*g*tg(i,:))).^0.5;

K=18*pi*(Mu*l./(ones(1,length(a))+b./(p*a))).^(1.5)*d/sqrt(2*Rho*g); q1(i,:)=K.*(1./tg(i,:)+1./te(i,:)).*(1./tg(i,:)).^0.5./V2(i,:);%用动态法计算q% q2(i,:)=K.*(1./tg(i,:)).^1.5./V1(i,:);%用静态法计算q%

q(i,:)=(q1(i,:)+q2(i,:))/2;%求静态法和动态法求得的q的平均值% Q(i)=mean(q(i,:));%五次测量的平均值%

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嘉应学院物理系大学物理

学生实验报告

实验项目：

实验地点：

班 级：

姓 名：

座 号：

实验时间：月

物理与光信息科技学院编制

实验预习部分

一、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。

二、实验仪器设备：

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。

三、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。如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：

mg?qE?qV

d

(1)

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