密立根油滴实验测电子电荷 PPT.ppt

实验目的了解密立根油滴仪的结构，油滴实验测定电子电荷的设计思想和方法；了解CCD图像传感器的原理和电视显微测量方法；用平衡法测量电子电量的大小；验证电荷的量子性。重点与难点重点:(1)了解实验测定电子电荷的设计思想和方法；(2)用平衡法测量电子电量的大小；验证电荷的量子性。操作难点(1)选择到合适的油滴；(2)测准下落时间。密立根油滴仪监视器实验仪器了解仪器各部件的功能实验原理1.库仑力与重力平衡用油雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间。设油滴的质量为m，所带的电荷为q，两极板间的电压为v，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg和静电力qE的作用。如图所示。若某一电荷恰好在电压V下达到平衡，即dv实验原理2.空气阻力与重力平衡让两平行极板短路，油滴受重力作用而加速下降，但受空气阻力的作用（空气阻力与物体运动速度成正比），下降一段距离达到某一速度后，阻力与重力平衡，如图所示（空气浮力忽略不记），油滴将匀速下降，根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时：式中是空气的粘滞系数，a是油滴的半径。实验原理3.测量表达式考虑到空气此时不能看着连续介质，其粘度需修正，取油的密度，重力加速度空气黏度，油匀速下降的距离，修正常数，大气压强，平行极板距离可推导最终的测量表达式为其中，单位均用国际单位制。实验步骤1.?调整仪器（1）将仪器放平稳，调节仪器底部两只调平螺丝，使水准仪气泡处于中央位置，这时平行板处于水平，从而保证电场和重力场相平行，然后接通电源。（2）正确喷入油雾。将平衡电压调到100V左右；工作电压开关打在“下落”位置，油雾室的油孔打开以便喷油；使喷雾器的喷雾口斜向上，用掌心挤压橡皮球部分一两下，即可在监视器上看到很多油滴做下降运动；关上油雾孔，将工作电压开关调到“平衡”位置。2.练习测量（1）练习控制油滴（2）练习测量油滴运动的时间（3）练习选择油滴（平衡电压150－400V，下落时间15－40s）（为何不能选太大和太小的油滴？为何有些油滴可下落，但不能提升？）