1、2美國(guó)物理學(xué)家。美國(guó)物理學(xué)家。 19071913年間做年間做了一連串實(shí)驗(yàn)，用帶電油滴準(zhǔn)確地測(cè)了一連串實(shí)驗(yàn)，用帶電油滴準(zhǔn)確地測(cè)定電子的電荷值，還驗(yàn)證了愛因斯坦定電子的電荷值，還驗(yàn)證了愛因斯坦的的光電效應(yīng)光電效應(yīng)方程，取得了普朗克常數(shù)方程，取得了普朗克常數(shù)的精密數(shù)值。因在基本電荷和光電效的精密數(shù)值。因在基本電荷和光電效應(yīng)方面的研究而獲得應(yīng)方面的研究而獲得1923年年諾貝爾諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)。密立根簡(jiǎn)介密立根簡(jiǎn)介密立根（密立根（Robert Andrews MillikanRobert Andrews Millikan）3了解密立根油滴實(shí)驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)以及利用油滴測(cè)定電子電荷的設(shè)計(jì)思想和方法了解CC

2、D圖像傳感器的原理和電視顯微測(cè)量方法驗(yàn)證電荷的量子性，并測(cè)定電子的電荷值 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?OM98CCD 密立根油滴儀密立根油滴儀 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器5實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理動(dòng)態(tài)法測(cè)油滴帶電量（非平衡法）動(dòng)態(tài)法測(cè)油滴帶電量（非平衡法） 一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q的油滴處在兩塊平行極板之間，在平行極板未加電壓時(shí)，油滴受重力作用而加速下降。由于空氣阻力的作用，下降一段距離后，油滴將作勻速運(yùn)動(dòng)，其速度為vg，這時(shí)重力與阻力平衡（空氣浮力忽略不計(jì)）。根據(jù)根據(jù)斯托克斯定律斯托克斯定律，粘滯阻，粘滯阻力為：力為：這時(shí)有這時(shí)有 dUqEmgmgrfvg 16graf 26mgag66(3)eavmgqE(4 )UE

3、d實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)在平行極板上加電壓U時(shí)，油滴處在場(chǎng)強(qiáng)為E的靜電場(chǎng)中，設(shè)電場(chǎng)力qE與重力相反，使油滴受電場(chǎng)力加速上升，由于空氣阻力作用，上升一段距離后，油滴所受的空氣阻力、重力與電場(chǎng)力達(dá)到平衡（空氣浮力忽略不計(jì)），油滴將以勻速上升，此時(shí)速度為ve ,則有： ()(5)gegvvdqm gUv所以由（所以由（2）、（）、（3）、（）、（4）得帶電油滴的電量為：）得帶電油滴的電量為： mgrfveqE734,(6)3ma129()(7)2gvag實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 為測(cè)定油滴所帶電荷q，除應(yīng)測(cè)出U、d 和速度vg、ve 外，還需知油滴質(zhì)量m。由于空氣空氣 的懸浮懸浮 和表面張力表面張力 作用，可

4、將油滴看作看作 均勻的圓球圓球 ，其質(zhì)量質(zhì)量為： 由（由（2）和（）和（6）式得油滴的）式得油滴的半徑半徑 為為 實(shí)驗(yàn)時(shí)取油滴勻速下降和勻速上升的距離相等距離相等 ，設(shè)都為l，測(cè)出油滴勻速勻速下降下降 的時(shí)間tg ,勻速上升上升的時(shí)間為te ,則 ggtlv )8(eetlv 8( 9 )1bp a 21231111218ggetttUdpablgq實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理粘滯系數(shù)粘滯系數(shù) 的修正式的修正式: : 式中，b為修正常數(shù)，p為空氣壓強(qiáng)，a為油滴半徑。 由以上公式聯(lián)立，求得油滴帶電量為實(shí)驗(yàn)中油滴的半徑很小，所以其周圍的空氣介質(zhì)不能看作是空氣介質(zhì)不能看作是連續(xù)的連續(xù)的 ，所以空氣的粘滯系數(shù)必須

5、進(jìn)行必要的修正。9231218pablgK實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理令常數(shù)K為則電量q為 1011121ggetttUdKq10實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理靜態(tài)法測(cè)油滴帶電量（平衡法）靜態(tài)法測(cè)油滴帶電量（平衡法） 調(diào)節(jié)平行板間的電壓，使油滴不動(dòng)，ve=0，即te,由式(10)可求得： 上式即為靜態(tài)法測(cè)油滴電荷的公式，電壓U是恰好能夠使帶電油滴靜止在電場(chǎng)中所需電壓，我們稱它為平平衡電壓衡電壓。2311gtUKq11實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、調(diào)整儀器、調(diào)整儀器調(diào)儀器底部左右兩只調(diào)平螺絲，使水準(zhǔn)泡水準(zhǔn)泡 指示水平水平，這時(shí)平行極板處于水平位置。將油油 從油霧室的噴霧口噴入（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)中出現(xiàn)

6、大量清晰的油滴大量清晰的油滴 ，如夜空繁星。2 2、練習(xí)測(cè)量、練習(xí)測(cè)量試加上平衡電壓平衡電壓（200V左右），改變其大小，驅(qū)散不需要的油滴，練習(xí)控制其中一顆油滴的運(yùn)動(dòng)。12實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注視其中的某一顆，仔細(xì)調(diào)節(jié)平衡電壓，使這顆油滴靜止靜止不動(dòng)不動(dòng) 。然后去掉平衡電壓去掉平衡電壓，經(jīng)過一定距離，油滴勻速下降勻速下降，下降一段距離后再加上再加上平衡電壓和提升電壓，使油滴上升油滴上升。如此反復(fù)多次反復(fù)多次 地進(jìn)行練習(xí)，以掌握控制掌握控制 油滴的方法。記錄油滴經(jīng)過兩條橫絲間距所用的時(shí)間。13實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3、用平衡法測(cè)量、用平衡法測(cè)量將已調(diào)平衡的油滴用“提升”控制移到起跑線起跑線上，然后撥向“

7、0V ”，油滴開始勻速勻速下降（從第二第二道線道線）的同時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)，當(dāng)油滴到終點(diǎn)時(shí)（倒數(shù)第二道線處倒數(shù)第二道線處），計(jì)時(shí)立即停止停止，迅速迅速 將電壓撥至“ 平衡平衡 ”，然后“ 提升提升 ”。重復(fù)上述過程(5次以上)，分別記錄平衡平衡電壓電壓和勻速下降時(shí)間勻速下降時(shí)間 tg 。注意注意：每次測(cè)量都需檢查平衡電壓，分別記下不同的平行板電壓值。14數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 由于每滴油滴所帶的基本電荷（e）的個(gè)數(shù)（n）不同，實(shí)驗(yàn)求得的帶電量q也不同，直接求最大公約數(shù)很不方便，這里用“反向驗(yàn)證法”來計(jì)算，即將基本電荷的理論值 庫(kù)侖去除每顆油滴的帶電量q，把得到的商四舍五入取整，作為油滴所帶電量基

8、本電荷的個(gè)數(shù)n，再把電量q除以n，求得基本電荷e的值，實(shí)驗(yàn)誤差很小，證明了電荷的不連續(xù)性。1910602.1e15注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)v 要做好本實(shí)驗(yàn)，很重要的一點(diǎn)是選擇合適的油滴合適的油滴。v 選的油滴體積不能太大，太大的油滴雖然比較亮，但帶的電荷比較多，下降速度也比較快，時(shí)間不容易測(cè)準(zhǔn)確。v 油滴也不能選的太小，太小則布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)明顯。v 通常選擇平衡電壓在200200伏特伏特以上，在2030秒時(shí)間內(nèi)勻速下降2毫米的油滴，其大小和帶電量都比較合適。16v 測(cè)量油滴勻速下降一段距離l所需要的時(shí)間tg時(shí)，應(yīng)先讓油滴下降一段距離后再測(cè)下降一段距離后再測(cè)量時(shí)間。v 選定測(cè)量的一段距離l，應(yīng)該在平行板之間的中央中央部分部分，即視場(chǎng)中分劃板的中央部分。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)v 若太靠近上太靠近上 電極板，小孔附近有氣流，電場(chǎng)也不均勻，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果影響測(cè)量結(jié)果。若太靠近下太靠近下電極板，測(cè)量完時(shí)間tg后，油滴容易丟失油滴容易丟失，影響測(cè)量。已知參數(shù)值 鐘油密度： )20(981