密立根油滴实验.ppt
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1、密立根油滴实验 著名的美国物理学家密立根(Robbert A.Milliken)在1909年 到1917年期间,苦心钻研,以卓越的研究方法和精湛的实验 技术,用油滴实验证明了 (1)电荷是量子化的,具有不连续性; (2)测量了电子电荷,其值为:e = 1.6010-19 C。 从而荣获了1923年的诺贝尔物理学奖。 【目的要求】 1、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。 2、了解CCD图像传感器的原理和电视显微测量方法。 3、平衡法测量电子电量的大小。 4、验证电荷的量子性。,一个质量为m,带电量为q的油滴处在二块平行极板之间,在平行极板未加电压时,油滴受重力作用加
2、速下降,由于空气阻力的作用,下降一段距离后,油滴将作匀速运动,速度为Vg,这时重力与阻力平衡(空气浮力忽略不计),如图(301)所示。根据斯托克斯定律,粘滞阻力为 , 式中是空气的粘滞系数,a是油滴的半径,当在平行极板上加电压V时,油滴处在场强为E的静电场中,设电场力qE与重力相反,如图(302)所示,使油滴受电场力加速上升,由于空气阻力作用,上升一段距离后,油滴所受的空气阻力、重力与电场力达到平衡(空气浮力忽略不计),则油滴将以匀速上升,此时速度为Ve,则有,可将油滴看作圆球,其质量为,代入,得油滴的半径,空气的粘带系数应修正为,实验时取油滴匀速上升的距离相等,都设为l,测出油滴匀速下降的时
3、间tg,匀速上升的时间te,则,调节平行极板间的电压,使油滴不动,即静态法测油滴电荷的公式,将m ,Vg和Ve代入可得动态法测油滴电荷的公式,1、仪器的调节与使用,油雾杯,油雾孔开关,防风罩,上电极,油滴盒,下电极,座架,上盖板,喷雾口,油雾孔,上电极压簧,油滴盒基座,油滴仪样品室结构示意图,电源开关,功能键,升降电压调节旋钮,平衡电压调节旋钮,数字电压显示表,数字秒表,秒表清零键,电极板极性 调节按钮,水平仪,照明灯室,上、下电极,成像显微镜,CCD,油滴仪面板图,交流220V 输入座,视频输 出插座,CCD视频输入和 CCD电源共用座,1.调节仪器底座上的三只调平手轮,将水泡调平。由于底座
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