基本电荷测定n

实验二基本电荷测定—密立根油滴实验密立根(R.A.Millikan)是著名的实验物理学家，1907年开始，他在总结前人实验的基础上，着手电子电荷量的测量研究，之后改为以微小的油滴作为带电体，进行基本电荷量的测量，并于1911年宣布了实验的结果，证实了电荷的量子化.此后，密立根又继续改进实验，精益求精，提高测量结果的精度，在前后十余年的时间里，做了几千次实验，取得了可靠的结果，最早完成了基本电荷量的测量工作.密立根的实验设备简单而有效，构思和方法巧妙而简洁，他采用了宏观的力学模式来研究微观世界的量子特性，所得数据精确且结果稳定，无论在实验的构思还是在实验的技巧上都堪称是第一流的，是一个著名的有启发性的实验，因而被誉为实验物理的典范.由于密立根在测量电子电荷量以及在研究光电效应等方面的杰出成就而荣获1923年诺贝尔物理学奖.【实验目的】1.学习密立根油滴实验的设计思想：2.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，并测定基本电荷量e:3.通过对实验仪器的调整，油滴的选择、跟踪和测量，以及实验数据处理等，培养学生严谨的科学实验态度。【实验原理】利用带电荷的微小油滴在均匀电场中运动的受力分析，可将油滴所带的微观电荷量9的测量转化为油滴宏观运动速度的测量.1.静态平衡测量法一带电油滴在水平的平行板均匀电场中受到重力mg、电场力qE和空气浮力∫作用，平衡时有mg=gE+f,即9=m8-f(1)E因表面张力作用，油滴呈小球状，设油滴半径为”，油滴密度为P。,空气密度为p',则重力和浮力分别为4mg=-πr3Pog+7773(2)954f=2πr3pg3上式中油滴半径r为未知量.由此，油滴电荷量q的测量转化为微小油滴半径r的测量.图1电场中油滴受力情况当平行板未加电压，油滴在重力作用下降落时，除有空.4