密立根油滴实验实验报告
佛山科学技术学院
实
验
报
告
课程名称
近代物理实验 1 1
实验项目
密立根油滴实验
专业班级
2 12 物理学（光电检测）
姓
名
陈铭胜
学 学 号 号
2012284113
指导教师
李斌、朱星
成 成
绩 绩
日 期 2014 年
月
日 日
一、 实验目的 1. 理解密立根油滴实验测量基本电荷的原理和方法。
2. 验证电荷的不连续性，并测量基本电荷的电量。
二、实验仪器 OM98CCD 微机密立根油滴实验仪 （ 主要由油滴盒、CCD 电视显微镜、电路箱和 22cm 监视器等组成）
）
三、实验原理 一质量为 m、带电量为 q 的油滴处于相距为 d 的二平行极板间，当平行极板未加电压时，在忽略空气浮力的情况下，油滴将受重力作用加速下降，由于空气粘滞阻力与油滴运动速度 成正比，油滴将受到粘滞阻力作用，又因空气的悬浮和表面张力作用，油滴总是呈小球状。根据斯托克斯定理粘滞阻力可表示为 a f r 6 式中：
a 为油滴半径； 为空气的粘滞系数。
当粘滞阻力与重力平衡时，油滴将以极限速度 υ d 匀速下降，如图 1 所示。于是有 mg ad 6
(1)
油滴喷入油雾室，因与喷咀摩擦，一般会带有 n 个基本电荷，则其带电量 q=ne (n=1,2,3„)，当在平行极板上加上电压 U 时，带电油滴处在静电场中，受到静电场力 qE。当静场电力与重力方向相反且使油滴加速上升时，油滴将受到向下的粘滞阻力。随着上升速度的增加，粘滞阻力也增加。一旦粘滞阻力、重力与静电力平衡时，油滴将以极限速度υ u 匀速上升，如图 2 所示。因此有 dUq qE a mgd 6
(2)
由式（1）及式（2）可得 du duu uUdmg q
(3)
实验报告内容 ：
一 . . 实验目的
二 . . 实验仪器（仪器名称、型号、参数、编号 ）
三 . . 实验原理（原理文字叙述和公式、原理图）
四 . . 实验 步骤
五、实验数据和数据处理
六 . . 实验结果
七 . . 分析讨论 （ 实验结果的误差来源和减小误差的方法、 实验现象的分析、问题的讨论 等）
八 . . 思考题
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设油滴密度为 ，其质量为
334a m
(4)
由式（1）、（4），得油滴半径 2129gad
(5)
考虑到油滴非常小，空气已经不能看作是连续媒
质，所以其粘滞系数应修正为 pa b / 1
(6)
式中 a 因处于修正项中，不需要十分精确，按式（5）计算即可。
其中 b 为修正常数，p 为空气压强。实验中使油滴上升和下降的距离均为 l ，分别测出油滴匀速上升时间ut和下降时间dt,则有 ,uutl
ddtl
(7)
将（4）、（5）、（6）、（7）式代入（3）式，可得 21231 1 11218 d d ut t t Udpablgq 令
231218pablgdK 所以
211 1 1 d d ut t t UKq
(8)
式（8）是动态法测量油滴电荷的公式。
四、实验步骤 1. 将密立根实验仪器调水平， 使得仪器上水泡居中 2. 测量练习 （1）喷雾练习
（2）油滴选择 （3）调节平衡
（4）计时练习
3. 正式测量 （ （1）用静态法测量 （2）用动态法测量 五、实验数据和数据处理
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六、实验结果
七 、 分析讨论 （实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等）
注意事项：
1. 油雾喷雾器的油壶不可装油太满，否则喷出的是油注，而不是油雾。长期不作实验时应将油液倒出，并将气囊与金属件分离保管好，以延长使用寿命。
2. 若显示屏上看不到油滴（油滴盒中没有油滴），有可能上电极“4”中心小孔堵塞，可用头发清理。
3. 实验过程中极性开关 K1 拨向任一极性后一般不要再动，使用最频繁的是电压调节开关 K2、平衡调节旋钮 W 以及“计时/停”开关，操作一定要轻而稳，以保证油滴的正常运动。如在使用过程中发现高压突然消失，只需关闭油滴仪电源半分钟后再开机就可恢复正常。
误差分析：
1.个别油滴质量选取太大，自由下落时间过短，导致计时误差偏大。
2.静态法测量时，油滴不能很好平衡在上方，下落时有初速度，故油滴质量偏大，增大 了误差。
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