用密立根油滴仪测量电子电量

摘要：密立根油滴仪可以测定油滴的电量，并可验证电荷的量子性，即任何带电体所带的电量都是基本电荷的整数倍.密立根油滴仪的设计思想巧妙，其测量油滴电量的方法筒单，而结果却具有不容置疑的说服力。密立根在这一实验工作上花费了近10年的心血，从而取得了具有重大意义的结果，那就是(1)证明了电荷的不连续性(具有颗粒性)。(2)测量并得到了元电荷即为电子电荷，其值为e=1.602×10C。 关键词：油滴仪；电子电量；静态平衡测量法； 喷雾；

中图分类号： +O 文献标识码：A -19

Using Millikan oil drop instrument measuring of electronic charge

Abstract: Millikan oil drop instrument can measure the oil droplets of the electricity, and can validate the charge quantization, namely anybody charged with electricity are integer multiples of the basic charge. Millikan oil drop instrument of the ingenious design, the measurement of oil droplet charge method and the result is a single cylinder, allow all doubt persuasion. Millikan in this experimental work has spent nearly 10 years of efforts, and achieved significant results, it is proved that the charge (1) discontinuity ( having a particle ). (2) Measurement and get the elementary charge is the charge of the electron, its value is e=1.60× 10-19C.

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姓名：黄明星 班级：0212401 学号：021240127 实验日期：20##年5月19日 同组：郭铮

实验题目：密立根油滴实验

实验目的

1.         学习用油滴实验测量电子电荷的原理和方法。

2.         验证电荷的不连续性。

3.         测量电子的电荷量。

4.         了解CCD摄像机、光学系统的成像原理及视频信号处理技术的工程应用等。

5.         训练学生在实验过程中严谨的态度、实事求是的作风。

实验原理

密立根油滴实验测量基本电荷的基本设计思想是使带电油滴在两金属极板之间处于受力平衡状态。按运动方式分类，可分为平衡法和动态法。

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实 验 报 告

课程名称:  电化学测试技术

实验地点:  材料楼417

同实验者:  

实验一 铁氰化钾的循环伏安测试

一、实验目的

1. 学习固体电极表面的处理方法；
2. 掌握循环伏安仪的使用技术；
3. 了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响 。

二、实验原理

铁氰化钾离子[Fe（CN）6]3-亚铁氰化钾离子[Fe（CN）6]4-氧化还原电对的标准电极电位为

[Fe（CN）6]3- + e-= [Fe（CN）6]4-   φθ= 0.36V
电极电位与电极表面活度的Nernst方程式为
                     φ=φθ’+ RT/Fln(C Ox/CRed)
在一定扫描速率下，从起始电位（-0.2V）正向扫描到转折电位（+0.8V）期间，溶液中[Fe（CN）6]4-被氧化生成[Fe（CN）6]3-，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位（+0.6V）变到原起始电位（-0.2V）期间，在指示电极表面生成的[Fe（CN）6]3-被还原生成[Fe（CN）6]4-，产生还原电流。为了使液相传质过程只受扩散控制，应在加入电解质和溶液处于静止下进行电解。在0.1MNaCl溶液中[Fe（CN）6]4-的电子转移速率大，为可逆体系（1MNaCl溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2 cm2s-1；）。

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电子电荷的测量

——密立根油滴实验

由美国实验物理学家密立根(R.A．Millikan)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；并精确地测定了基本电荷的数值，为从实验上测定其它一些基本物理量提供了可能性。

由于密立根油滴实验设计巧妙、原理清楚、设备简单、结果准确，所以它历来是一个著名而有启发性的物理实验。多少年来，在国内外许多院校的理化实验室里，为千千万万大学生(甚至中学生)重复着。通过学习密立根油滴实验的设计思想和实验技巧，以提高学生的实验能力和素质。

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，并测定电子的电荷量e。

    2．通过实验时对仪器的调整、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。

二、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。前者的测量原理、实验操作和数据处理都较简单，常为非物理专业的物理实验所采用；后者则常为物理专业的物理实验所采用。下面介绍静态(平衡)测量法。

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实 验 报 告

姓    名：     班    级：  学    号：  实验成绩：

同组姓名：          实验日期：08/4/14   指导老师：助教15        批阅日期：

光敏电阻基本特性的测量

【实验目的】

1.       了解光敏电阻的工作原理及相关的特性。

2.       了解非电量转化为电量进行动态测量的方法。

3.       了解简单光路的调整原则和方法.

4.       在一定照度下，测量光敏电阻的电压与光电流的关系。

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实验报告

姓名：张伟楠      班级： F0703028    学号： 5070309108   实验成绩：

同组姓名：张家鹏     实验日期：08.03.17     指导教师：       批阅日期：

 

太阳能电池伏安特性的测量

 

【实验目的】

1. 了解太阳能电池的工作原理及其应用

2. 测量太阳能电池的伏安特性曲线

【实验原理】

1．太阳电池的结构

以晶体硅太阳电池为例，其结构示意图如图1 所示．晶体硅太阳电池以硅半导体材料制成大面积pn 结进行

工作．一般采用n+/p 同质结的结构，即在约10 cm×10 cm 面积的p 型硅片（厚度约500 μm）上用扩散法制作出一层很薄（厚度~0.3 μm）的经过重掺杂的n 型层．然后在n 型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极．在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极．这样就形成了晶体硅太阳电池．为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜．

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实验三   密立根油滴实验

一、实验目的：

1． 了解密立根油滴实验仪的结构以及利用油滴测定电子电荷的设计思想和方法。

2． 验证电荷的量子性，并测定电子的电荷值。

二、实验仪器：密立根油滴仪，喷雾器，实验用油等。

三、实验原理：

用油雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间。油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的（有正负之分）。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（忽略空气浮力）。若某一电荷恰好在电压V下达到平衡，即：

当两极板间电压为0时，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mg平衡（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（由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状）。设油滴的密度为，油滴的质量m，考虑到油滴的半径在10^-6米左右，油滴的大小空

气的间隙只相差几个数量级，空气的粘滞系数η应作如下修正：

式中b为修正常数（），p为大气压强。测量表达式为：

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南昌大学物理实验报告

电磁偏转与基本电荷测量

实验目的：

1，           基本电荷测量

2，           了解电磁偏转

3，           了解密立根油滴实验仪的结构以及利用油滴测定电子电荷的设计思想和方法。

4，            验证电荷的量子性，并测定电子的电荷值。

实验原理
（一）1、带电粒子在电场中的运动 （1）带电粒子在电场中的加速 在匀强电场中的加速问题 一般属于物体受恒力 （重力一般不计）。
①根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解 ②根据动能定理与电场力做功，运动学公式结合求解．
在非匀强电场中的加速问题
一般属于物体受变力作用运动问题． 处理的方法只能根据动能定理与电场力做功，运动学公式结合求解．
2
（2）带电粒子在电场中的偏转 设极板间的电压为 U，两极板间的距离为 d ，极板长度为 L ． 运动状态分析：带电粒子垂直于匀强电场的场强方向进入电场后，受到恒定的电场力作用，且与初速 度方向垂直，因而做匀变速曲线运动——类似平抛运动如图． 运动特点分析： 在垂直电场方向做匀速直线运：
在平行电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动
（2）若速度方向与磁感线垂直，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力起向心力作用．电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与带电粒子的动量及磁场和带电粒子的带电量有关。 带电粒子在匀强磁场中的转动周期 T 与带电粒子的质量和电量有关， 与磁场的磁感应强度有关， 而与带电粒子的速度大小无关．

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