1、實(shí)驗(yàn)3-1 密立根油滴實(shí)驗(yàn),南開(kāi)大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 近代物理實(shí)驗(yàn)室,大 綱,實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)背景 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法 思考題,實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)背景,直接地顯示出了電量的量子化，并最早地測(cè)定了電量的最小單位基本電荷電量e 巧妙地將微觀量測(cè)量轉(zhuǎn)化為宏觀量測(cè)量,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解密立根（R. A. Millikan）將基本電荷的測(cè)量轉(zhuǎn)化為宏觀分測(cè)量的實(shí)驗(yàn)思想，以及實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量所做的努力； 掌握用油滴法測(cè)量基本電荷量的方法，并測(cè)定基本電荷量； 通過(guò)測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，受一次毅力，細(xì)心，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)的訓(xùn)練。,實(shí)驗(yàn)原理,（一）基本原理,帶電油滴在平行板電場(chǎng)中的受力,實(shí)驗(yàn)原理,受力分析：,（1）重

2、力F1：,（2）空氣浮力F2：,（3）電場(chǎng)力F3：,（4）空氣粘滯阻力F4：,實(shí)驗(yàn)原理,（二）油滴半徑r的測(cè)量,油滴以速度Vg勻速下降時(shí)滿足：F1F2=F4 可得：,實(shí)驗(yàn)原理,（三）空氣粘滯系數(shù)的修正,實(shí)驗(yàn)中選用的油滴很小，空氣已不能看作是連續(xù)媒質(zhì)，需對(duì)空氣粘滯系數(shù)進(jìn)行修正。,A為修正常數(shù)。,實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法,（一）靜態(tài)測(cè)量法：,對(duì)選定的帶電油滴，通過(guò)調(diào)節(jié)加在A、B兩極板上的電壓使其靜止，記下平衡電壓V，然后將電壓去掉，油滴下落，測(cè)量油滴勻速通過(guò)距離Sg所用的時(shí)間tg。計(jì)算出油滴勻速下落的速度Vg，油滴的半徑r，計(jì)算油滴所帶電量q。,（二）動(dòng)態(tài)測(cè)量法：,對(duì)選定的帶電油滴，先在兩極板不加電壓的情況下，測(cè)出油滴勻速下落Sg距離所需要的時(shí)間tg，以求出油滴勻速下落的速度Vg，然后，在兩極板上加一適當(dāng)?shù)碾妷海褂偷我赃m宜的速度勻速向上運(yùn)動(dòng)。記下這時(shí)的電壓V，測(cè)量油滴通過(guò)SE所需時(shí)間tE。計(jì)算出兩極板上加電壓V時(shí)，油滴勻速上升的速度VE進(jìn)而計(jì)算出油滴所帶電量q。,共測(cè)10個(gè)油滴，分別求出其各自所帶電量，求出這些電量的最大公約數(shù)，即e值，并與精確值作比較，求出本實(shí)驗(yàn)值的相對(duì)誤差。,思考題:,試定性分析本實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源。 已知油滴儀上所用的電壓表是1.5級(jí)，兩極板間距d和 分劃板標(biāo)尺誤差為210-5m，設(shè)空氣粘滯系數(shù)誤差為 210-7k