研究性物理实验报告--密立根油滴实验.doc

PAGE   PAGE \* MERGEFORMAT 8 基础物理实验研究性报告 密立根油滴实验 实验专题密立根油滴实验第一作者学号第二作者学号院系名称交通科学与工程学院 2015年5月23日 摘要：密立根油滴实验，美国物理学家密立根（Millike）所做的测定电子电荷的实验。1907-1913年密立根花7年时间，在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷。此实验在近代物理学发展过程中具有重要意义，密立根也因此于1923年获得了诺贝尔物理学奖。 关键词：带电油滴、不连续性、修正常数、动态平衡法则 实验重点  = 1 \* GB3 ①　通过对带电油滴在重力场和静电场中运动??测量，验证电荷的不连续性，并测定基本电荷值  = 2 \* GB3 ②　通过对仪器的调整、油滴的选定、跟踪和测量以及数据的处理，培养学生严谨的科学态度和实验方法 2．预习要点  = 1 \* GB3 ① 对实验结果造成影响的主要因素有哪些？  = 2 \* GB3 ② 如何判断油滴盒内平行极板是否水平？不水平对实验结果有何影响？  = 3 \* GB3 ③ CCD成像系统观测油滴比直接从显微镜中观测有何优点？ 仪器介绍 实验仪器：油滴盒、CCD电视显微镜、电路箱、监视器。 1．油滴盒 8上盖板 9喷雾口 10油雾孔 11上电极压簧 12 油滴盒基座 1油雾杯 2油雾孔开关 3防风罩 4上电极 5油滴盒 6下电极 7座架 图3 油滴盒是用精加工的平板垫在胶木园环上，在上电极板中心有一个0.4mm的油雾落入孔，在胶木园环上开有显微镜观察孔和照明孔。在油滴盒外套上有防风罩，罩上放置一个可取下的油雾杯，杯底中心有一个落油孔及一个档片，用来开关落油孔。在上电极板上方有一个可以左右拨动的压簧，注意，只有将压簧拨向最边位置，方可取出上极板！为的是保证压簧与电极始终接触良好。 2．电路箱 电路箱体内装有高压产生、测量显示等电路。底部装有三只调平手轮，面板结构见图4。由测量显示电路产生的电子分划板刻度，与CCD摄像头的行扫描严格同步，相当于刻度线是做在CCD器件上的，所以，尽管监视器有大小，或监视器本身有非线性失真，但刻度值是不会变的。 1.电源线 2.指示灯 5.调平水泡 3.电源开关 4.视频电缆 6.显微镜 - 0 V 计时/停 平衡电压 + 提升 平衡 7.上电极压簧 8.K1 9.K2 10.联动 11.K3 12.W 图4 联动 实验内容 1准备工作 ① 将OM99面板上最左边带有Q9插头的电缆线接至监视器后背下部的插座上，然后接上电源即可开始工作。注意，一定要插紧，保证接触良好，否则图象紊乱或只有一些长条纹。 ② 调节仪器底座上的三只调平手轮，将水泡调平。由于底座空间较小,调手轮时应将手心向上，用中指和无名指夹住手轮调节较为方便。  = 3 \* GB3 ③ 照明光路不需调整。CCD显微镜对焦也不需用调焦针插在平行电极孔中来调节，只需将显微镜筒前端和底座前端对齐，然后喷油后再稍稍前后微调即可。在使用中，前后调焦范围不要过大，取前后调焦1mm内的油滴较好。 2．开机使用 ① 打开监视器和OM99油滴仪的电源，5秒后自动进入测量状态，显示出标准分划板刻度线及v值、s值。开机后如想直接进入测量状态，按一下“计时／停”按扭即可。 　　如开机后屏幕上的字很乱或字重叠，先关掉油滴仪的电源，过一会再开机即可。 ② 面板上用来选择平行电极上极板的极性，实验中置于＋位或－位置均可，一般不常变动。使用最频繁的是和Ｗ及“计时／停”（）。 ③ 监视器门前有一小盒，压一下小盒盒盖就可打开，内有４个调节旋钮。对比度一般置于较大（顺时针旋到底或稍退回一些），亮度不要太亮。如发现刻度线上下抖动，这是“帧抖”，微调左边起第二只旋钮即可解决。 3．正式测量 学习控制油滴在视场中的运动，并选择合适的油滴测量元电荷。要求至少测量10个不同的油滴，每个油滴的测量次数应在5次以上。 调整油滴实验仪 水平调整 调整实验仪底部的旋钮(顺时针仪器升高，逆时针仪器下降)，通过水准仪将实验平台调平，使平衡电场方向与重力方向平行以免引起实验误差。极板平面是否水平决定了油滴在下落或提升过程中是否发生前后、左右的漂移。 喷雾器调整 将少量钟表油缓慢的倒入喷雾器的储油腔内，使钟表油