实验 密立根油滴实验测电子电荷.doc

福建农林大学 物理实验要求及原始数据表格实验 密立根油滴实验测电子电荷专业_ 学号_ 姓名_一、预习要点1. 了解密立根油滴仪的结构，及利用油滴测定电子电荷的设计思想和方法；2. 了解CCD图像传感器的原理和电视显微测量方法；3. 验证电荷的量子性，并测定电子的电荷值。二、实验内容观察带电油滴的运动，验证电荷的不连续性，并通过平衡法测量带电油滴电量，最终推算出基本电荷电量。三、实验步骤1. 调整仪器1) 调整仪器底部的调平螺丝，使水准泡指示水平；2) 打开仪器和监视器电源，将监视器亮度调适中，对比度调到最高；3) 通过按下“确认”键，进入测量工作状态（即监视器出现距离刻度线）。2. 选择合适的油滴将油滴仪的功能键置于“平衡”档，调节平衡电压至200300V之间，观察能够静止的油滴，并且要满足油滴匀速下降1.6mm所用时间在830s之间。具体操作为：1）确认油滴仪的功能键置于“工作”状态，“平衡/提升”键置于“平衡”状态，调节“平衡电压”旋钮，使屏幕右上角显示的电压在200300V之间；2）打开油雾室开关，将油滴从油雾室旁的喷雾口喷入，使监视器中出现大量清晰的油滴。观察亮度明亮且移动缓慢的油滴亮点，选择移动一格大约2秒时间的亮点油滴即可。3）调节平衡电压，使油滴静止在屏幕上。3. 正式测量选择满足上述条件的油滴进行运动时间的测量，每个油滴重复测量5次，总共要测至少5颗油滴。测量方式与选择合适油滴的步骤类似：1） 先看住上面步骤中选中的静止油滴；2） 如果油滴不在起点线上，则将“平衡/提升”键置于“提升”状态，油滴将快速提升，等它到达顶部起点线上时，再按一下该键，将状态切换成“平衡”，此时油滴应保持静止不动（若有移动则应微调平衡电压，使其静止）；3） 然后将“工作/0V”键置于“0V”，此时油滴将会作自由下落运动，当油滴经过“0”起点线时，置计时键为“开始”，当油滴运动到1.6终点线时，再置计时键为“结束”。4） 如果认可本次数据测量结果，则按下“确认”键，仪器将记录本次测量数据结果（平衡电压及下落时间），结果将同时显示在屏幕左侧，将数据记录一并记录在后面的表格中。重复（1）（4）步骤，对同一颗油滴反复测量5次，5次测量完成后，再按一下“确认”键，仪器将立刻计算出该油滴的电量测量结果，并显示在屏幕的右上角，数据同样记录在后面表格中。然后再选取其它油滴进行同样方式的测量。四、实验注意事项1. 调节过程应有耐心，实验步骤应仔细阅读，按顺序操作；2. 在测量过程中，油盒及CCD图像传感器不能触碰，否则会影响测量精度。五、原始数据记录表格组号_ 同组人姓名_ 成绩_ 教师签字_油滴1油滴2油滴3油滴4油滴5平衡电压U/V下落时间t/s平衡电压U/V下落时间t/s平衡电压U/V下落时间t/s平衡电压U/V下落时间t/s平衡电压U/V下落时间t/s12345Qinei其中：，_； 误差： _。六、数据处理要求（注：数据处理时，应列出详细计算过程）。1. 根据表格下方提供的公式，用近似法估算及误差；2. 利用最小二乘法，计算，其中；3. 根据，为直线方程的斜率，用作图法作出图，通过拟合直线求出值。七、思考题1. 如何判断油滴盒内平衡极板是否水平？如果上下极板不水平，对测量结果有什么影响？2. 对实验结果造成影响的主要因素有哪些？2