密立根油滴实验实验报告(共9页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上实验目的 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。精品文档,你值得期待二、实验原理:一、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。 图1如果调节两极板间的电压V ,可使两力达到平衡,这时:
2、 (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: (2)其中是空气的粘滞系数,是油滴的半径。经过变换及修正,可得斯托克斯定律: (3)其中b是修正常数, b=6.1710-6mcmHg,p为大气压强,单位为厘米汞高。 图2至于油滴匀速下降的速度,可用下法测出:当两极板间的电压V为零时,设油滴匀速下降的距离为,时间为t ,则 (4)最后得到理
3、论公式: (5)2、动态(非平衡)测量法非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V ,但并不调节V 使静电力和重力达到平衡,而是使油滴受静电力作用加速上升。由于空气阻力的作用,上升一段距离达到某一速度 后,空气阻力、重力与静电力达到平衡(空气浮力忽略不计),油滴将匀速上升,如图 3 所示。这时: (6)图3当去掉平行极板上所加的电压V 后,油滴受重力作用而加速下降。当空气阻力和重力平衡时,油滴将以匀速 下降,这时: (7)化简,并把平衡法中油滴的质量代入,得理论公式: (8)三、实验仪器: 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
4、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。MOD5 型密立根油滴仪的基本外形和具体结构示于图 4。四、实验数据处理:思考题(1)若平行极板不水平,对测量有何影响? 若不水平,油滴不会垂直运动,运动距离难以计算,且垂直方向平衡时收到的力大于重力(2)如何选择合适的油滴进行测量? 下落0.2mm用时15到30s之间,所加电压大于200 (3)为什么要静止和匀速?实验上怎样做才能保证油滴做匀速运动? 静止或匀速时油滴才能受力平衡。从起始线静止开始,过一段时间经过下方测量线再开始测量(4)怎样区别油滴所带电荷量的改变和测量时间的误差? 如果平衡电压变化过大,则说明带电
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