密里根油滴实验

密里根油滴实验（通用6篇）

篇1：密里根油滴实验

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 2129gad

(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

231218pablgdK 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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篇2：密里根油滴实验

2.学习密利根油滴实验精湛的思想和方法 实验原理

本次油滴实验运用平衡测量法。

首先利用喷雾器将雾状油滴喷入两块相距 d 的平衡板间，平行板带电压 V，使油滴在电场中受到电场力的影响运动。选择其中一个油滴，调整电压使其处于稳定状态，此时油滴受到重力和电场力。有 1)

同样，油滴在空气中受到的空气粘滞力有 2)

设油滴密度为ρ，油滴的质量有 3)

联立 2，3 式，得到 4)

√式是由 Stokes 定律得来，但 Stokes 定律是以连续介质为前提。由于实验中的油滴半径极小，丌能将空气看做连续介质，因此，空气粘滞系数应做修正：

5)

联立以上 3,4,5 式，其中 b=8.23×10^-3Pa·m g=9.80m·s^-2

P=101.325Pa

d=5.00×10^-3m l=2.00×10^-3m 得到 6)

[

（√)]

用 q 除以 e，可以得到油滴元电荷的数量 n，若 n 接近整数，则为可用数据，e 即为我们要求的电子电量 e。

实验步骤 1.寻找合适的油滴 调整极板间电压为 200V 左右，利用喷雾器将大量油滴喷射到极板间，大部分油滴均以一定速度向两极板移动，质量较大或较小的移动速度相比同电荷量的要快些。过一段时间后，监视器里的油滴已经非常少了，选择其中最稳定的油滴，调整电压，使该油滴在电压下静止，满足 1）式。记录此时极板间电压 V。

2.测量相关数据 略微升高电压，使油滴在高于重力的电场力下向上移动至屏幕最上方，恢复电压。再断开极板通电，使极板间无电场，油滴随着重力下降。过程中用秒表记录油滴降到监视器最下边的时间间隔。

3.计算 带入 3），6）式，得出油滴的半径和电荷量。

4.重复实验 选择 20 个丌同的油滴，每个油滴测量 4 组降落。

5.绘制丌同油滴半径和电量的散点图

实验数据

0 5 10 15 207.50E-0108.00E-0108.50E-0109.00E-0109.50E-0101.00E-0091.05E-0091.10E-0091.15E-0091.20E-009 G半径 /m编号0 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 M电量 /c编号

将电量按由小到大顺序排列 0 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 MY Axis TitleX Axis Title 由上图可见，油滴电荷量均分布在某些固定值左右，且每一固定值之间的电荷很少。由此可得出结论，基本电荷是量子化的，即油滴带电量为某一固定值的整数倍。

由图中数据可见，大部分数据虽然有量子化趋势，但是偏离较为严重，得出结论：实验数据较为粗糙。

0 2 4 6 8 10 12 14 161.35E-0111.40E-0111.45E-0111.50E-0111.55E-0111.60E-0111.65E-0111.70E-011Y =1.32883E-11+2.50711E-13 X L Polynomial Fit of 1_L电荷量分布平均值编号 上图是丌同电荷量集中区域不编号的关系，从图中可知，电荷量分布在一个线性区域中，而第七和第九严重偏离直线，误差较大，可以忽略。

测量及计算数据如下：

篇3：密里根油滴实验

密立根油滴实验是近代物理学发展史上一个十分重要的实验。通过对带电油滴电荷量的测量,证明了电荷的“量子性”并精确测定了基本电荷数值[1]。该实验原理设计巧妙、仪器设备简单、结果计算准确,是一个非常具有启发性的实验。然而,在油滴实验数据处理方面,一般会采用“倒着推”的方法,需多次测量油滴的下落时间t和平衡电压U,造成实验运算量大、计算结果易产生错误等问题,故油滴实验数据处理也是物理实验教学研究的热点之一[2,3,4]。编程或软件设计等方法对计算机水平要求较高,不易掌握,故本文利用Excel和Origin两个较为常用的计算机软件,对测量数据进行分析计算,并结合Origin强大的作图功能对合适油滴选择及粘滞系数η修正进行相关分析。这两种方法简单易学,对于深入理解实验原理,培养物理兴趣,处理数据及学科结合具有重要意义。

1 密立根油滴实验原理

密立根油滴测电子电荷电量关键在于油滴电荷量q的测量[5]。一般采用两种方法,动态(非平衡)法及静态(平衡)法。本文主要针对实验室常用的静态法进行分析。

当质量为m、电荷量为q的带电油滴静止于两平行极板之间时,油滴受到的重力与电场力达到平衡,即满足:

式(1)中,U代表极板电压,d代表两极板间距离,故只要测出油滴质量m即可得到油滴电荷量q。当对同一颗油滴不加电压时,油滴由于受到空气阻力Fr和重力mg的作用,将达到二次平衡,以速度vg匀速下落,这时根据斯托克斯定理,满足

且油滴质量,两式结合得

其中,a代表油滴半径,ρ代表油滴密度,η为空气粘滞系数。由于油滴尺寸很小,需对粘滞系数η修正为η'。即

整体带入最终得到

利用“倒着推”方法,油滴电荷量qi除以电子电荷公认值e0并取整,确定元电荷数ni[6](ni为整数),即

则实验所得的基本电荷可以表达为

其中,l代表油滴匀速下降的距离,t为下落时间,b为修正常数,P为大气压强。各参数取值分别为:

将已知参数带入式(5)、(6)、(7),得公式如下:

这时,油滴半径a、质量m及油滴电荷量q为仅与油滴平衡电压U和下落时间t相关的量。同一颗油滴需多次测量平衡电压与下落时间,且为判断所选油滴是否为合适油滴,需测量多个油滴,这将产生大量重复计算工作,故通过Excel和Origin两种方法来简化问题。

2 Excel在数据处理中的应用

电子表格Excel是一款常用的办公软件,具有很强的应用公式处理数据的能力。当在单元格内输入公式,利用粘贴功能即可实现相应单元格内数据的自动计算。针对油滴实验数据处理工作大量重复问题,可充分利用Excel的优势来解决问题。

2.1 数据输入及公式编辑

根据式(10)、(11)、(12),利用Excel编辑公式如下:

(1)在单元格A1中输入油滴平衡电压U,B1输入油滴下落时间t。

(2)在单元格C1中,根据式(12),输入“=1.43*10^(-14)/(A1*(B1*(1+0.0196*B1^(1/2)))^(3/2))”,即可得到油滴电荷量q。

(3)在单元格D1中,输入公式“=ROUND(C1/(1.602*10^(-19)),0)”,得到元电荷数ni。

(4)在单元格E1中,输入“=C1/D1”,得到电子电荷电量e。

(5)在单元格F1中,根据式(10),输入公式“=4.14*10^(-6)/(B1*(0.0196*B1^(1/2)+1))^(1/2)”,得到油滴半径a。

(6)在单元格G1中,根据式(11),输入“=(4/3)*3.14*981*(E1)^3”,得到油滴质量m。

(7)分别输入不同电压和时间值,通过填充功能拖拽得到数值。

2.2 实验数据计算

分别对10滴不同的油滴进行平衡电压和下落时间测量,且同一颗油滴测量10次。通过Excel进行相关计算,得到数据如表1所示。由于同一颗油滴测量时间和电压具有重复性和相近性,在表1中仅显示测量时间的两极。可以看出,计算结果清晰易懂,极大提高了计算的精度和效率。

3 Origin在数据处理中的应用

Origin与Excel比,除了拥有较强的数据分析能力外,还具有绘图功能,能直观筛选数据,并结合图像理解物理本质。

3.1 Origin计算数据应用

启动Origin软件后,新建Worksheet,分别在U(X)及t(Y)输入油滴平衡电压及下落时间,通过add new columns分别加入电荷量q(Y)、元电荷数ni(Y)、基本电荷e(Y)、油滴半径a(Y)以及油滴质量m(Y)。通过右键set column values分别输入对应的公式,即可得到相应的计算结果。例如电荷量q,公式编辑为col(q)=(1.43*(10^(-14)))/(Col(U)*((Col(t)*(1+0.0196*(sqrt(Col(t))))^1.5)),参照式(12)。对10滴油滴进行测量,将测量得到的平衡电压U和下落时间t带入,得到结果如表2所示。

可以看出Origin的计算功能与Excel一致,均可实现大量数据的简化处理。但Origin除此之外,还具备强大的作图功能,可利用其分析合适油滴的选择及粘滞系数修正等实验重难点问题。

3.2 Origin在合适油滴选择上的应用

合适油滴的选择是本实验重点之一,将很大程度上影响实验原理的理解及实验结果误差的分析。判定所选择油滴是否满足实验要求,可通过Origin作图来分析。

根据公式(7)可知,当元电荷数ni确定后,平衡电压U与下落时间t存在函数关系。为了清晰看出U-t变化关系曲线,取时间t间隔为0.1s、范围为0~80s,元电荷数ni为1~10。将其带入式(7)中,会得到不同ni所对应的理论平衡电压值。利用set column values输入公式col(ni)=(8.93*(10^(4)))/(ni*(Col(t)*(1+0.0196*(Col(t))^0.5))^1.5),得到数据结果如表3所示。由于数据较多,表3仅给出从19.5s~20.5s之间不同元电荷数对应平衡电压的数据。

可以看出,相同时间下,随着ni增大,电压值不断减小,具体变化规律利用Origin的作图功能拟合即可得到U-t曲线,如图1所示。可以看出,随着ni的增大,即电荷量q的增加,整个曲线越发紧密。当时间t较长时,对应平衡电压小,不同的ni会产生重叠,无法清晰判定元电荷数ni的大小,增大实验误差;当时间较短时,平衡电压大,整个曲线较为陡峭,无法较好地区分电压与时间的对应值,且对仪器要求较高。故合适的油滴指的是电压和时间处于曲线腹部,能较好地分辨出电荷的量子化,清晰区分ni的大小。合适油滴对应的测量值为:平衡电压200V左右,下落时间20s左右,元电荷数ni应处于2、3、4、5、6附近。

3.3 Origin在粘滞系数修正上的应用

在油滴实验中,由于油滴尺寸与空气分子的间隙相当,斯托克斯定律不严格成立,故需对粘滞系数η修正。修正对实验结果有何影响是理解实验的难点之一。利用Origin计算及作图功能,分别讨论修正前后的油滴半径a及U-t关系的变化。

3.3.1 油滴半径a的修正前后对比

式(3)及式(5)分别代表未修正及修正后的油滴半径a,且公式中未知量仅与时间t相关,故选t作为自变量t(X),a1(Y)和a2(Y)列分别代表未修正及修正后的油滴半径a。利用公式编辑后得到相关数值,如表4所示,这里给出19.5s~20.5s所对应的值。

对所得数据进行拟合,得到修正前后a-t图,如图2所示。可以看出,修正后整体油滴半径数值偏小,且数值差会随着时间的增加而增加。修正后t=20s与未修正的t=21.8s,油滴半径a的数值相等。这充分说明,未对粘滞系数η修正,相当于测量时间存在几秒的系统误差,将很大程度上影响元电荷数ni的确定,增大实验误差。

3.3.2 U-t关系修正前后对比

如果油滴半径a未修正,将直接影响电荷量q的结果,这时未修正对应的电荷量q的表达3式为:

电荷量的变化,最直接体现在U-t的关系变化上。接下来,以ni=3为例,利用式(13)与式(7)分别对修正前后U-t的变化关系进行分析,具体数值参数如表5所示。

对于一颗下落时间为20s的油滴而言,若其元电荷数为3时,修正前后平衡电压差值高达39V。这意味着,若未对粘滞系数修正,相当于测量电压引入几十伏的系统误差。反言之,通过测量平衡电压U和下落时间t的方式,计算修正前后油滴电荷量q的大小,会得到不同的元电荷数ni。

为了更清晰看出U-t变化关系,将所得数值绘制成曲线,如图3所示。可以看出修正后的曲线更陡峭,U-t关系更偏向于曲线腹部移动。与表3相比较,整体U-t曲线会更密集,相当于修正后元电荷数ni及电荷量q值会偏大,此时,电压与时间的测量值对实验结果敏感度更高,故修正会直接影响实验测量结果与测量精度,这对理解修正的必要性具有很大的意义。

4 结语

本文提出了Excel与Origin两种方法处理密立根油滴实验数据,并通过Origin数据分析及作图解释了合适油滴的选择及粘滞系数η修正等实验重难点问题。实验结果表明,Excel与Origin两种软件能够有效处理大量实验数据;利用Origin作图功能可知,合适油滴对应电压为200V左右,下落时间为20s左右,粘滞系数的修正与否,直接影响元电荷数及基本电子电荷电量,从而影响实验误差。两种处理方法准确、简洁、高效,具有很强的借鉴性和可移植性,能有效避免大量重复计算工作,减轻数据处理工作量;同时,数据处理方法的多元化,在学科结合、创新意识及兴趣培养上具有重要意义。

摘要：针对密立根油滴实验在数据处理上计算量大、原理理解困难等问题,结合大学生实际软件操作能力,提出用Excel和Origin两种方法快速运算实验数据,并通过Origin强大的绘图功能分析实验原理。结果表明,Excel与Origin通过简单易懂的公式编辑实现了高效的数据计算;Origin的计算及作图功能直观解释了油滴实验的要求及实验重难点。应用这两种方法,对实验原理的理解及创新意识的培养具有重要意义。

关键词：密立根油滴实验,Excel,Origin,数据处理

参考文献

[1]王小平,周庚宽,王丽军,等.大学物理实验[M].北京:机械工业出版社,2010.

[2]周海涛,唐美玲.密立根油滴实验数据分析软件的设计[J].实验室科学,2009,6(3):73-75.

[3]陈晓,唐定飘.密立根油滴实验的探究性数据处理方案[J].大学物理实验,2013,26(4):88-90.

[4]曹彪,邹文辉,代伟.Matlab在密立根油滴实验数据处理中的应用[J].西华师范大学学报:自然科学版,2015,36(9):317-319.

[5]邱成锋,杨嘉,张金凤.密里根油滴实验中两种方法分析平衡电压和下落时间选取[J].大学物理实验,2014,27(4):56-58.

篇4：密立根油滴实验中若干问题的讨论

关键词： 物理教学 密立根油滴实验 若干问题

一、引言

密立根油滴实验是物理学上的经典实验之一，其缜密的设计思想一直为后人所称颂，给代代学子带来思维上的启迪，影响他们科学观的形成。虽然历经了近一百年，但至今这个实验仍被众多高校列为大学物理实验的必做项目。

密立根油滴实验最终是对于基本电荷电量的确定。对于微观量的测量，其精确性一直是一个比较难于解决的问题，某一个环节稍有不慎，就会导致实现的失败，容易造成失之毫厘谬以千里的局面。笔者结合教学实践，就密立根油滴实验中容易出现问题的一些环节提出自己的见解。

二、对实验中某些环节的讨论

1.初步选择油滴的方法和原则

这个实验的成败，油滴的选择是一个很重要的因素。实验中要注意选择那些大小合适、带电量合适的油滴，太大的油滴下落速度很快，无法准确测量油滴下落的时间，因此而造成误差，同时大的油滴带电量也会比较多，无法用相应的方法处理数据。太小的油滴布朗运动会比较明显，油滴易受外界环境的影响，也容易引起较大的误差。选择油滴时，可首先从显微镜中观察油滴，选择那些大小中等、亮度中等的油滴，但并不是这样的油滴就一定是合格的，需要进一步对油滴的运动速度和平衡电压作初步判断，有资料显示[1]，当平衡电压U、油滴匀速下落一段距离所用时间值t趋中时，同时油滴上所带电量q或者油滴上带的电荷数n趋小的方向，使实验结果的数据更趋于真实的方向。所以，初选油滴时，可粗调一下油滴的平衡电压，电压介于200V～400V之间比较合适。同时初步预测一下油滴匀速下落一段距离所用的时间，如油滴在电场中匀速下降2mm所用的时间在10s～30s之间比较合适。一般来说，这样的油滴带电量比较合适，产生的误差相对较小。

2.控制各测量量引起的人为误差

容易引起测量误差的，主要是平衡电压U和油滴匀速下落一段距离所用的时间t。由于平衡电压是手动调节、肉眼观测的一个量，对于平衡状态的判断难免会出现一些人为的偏差，所以在实验中应格外注意。调节平衡电压时，应将油滴控制在一条横格线上，仔细调节电压，耐心观察，直至油滴能较长时间地平衡在此刻线上，或能在刻线上下做等幅振动，在长时间内部偏离此刻线向一个方向运动，才可以认为平衡电压确定。对于下落时间的测定，因为是手动计时，要靠肉眼观测油滴的起始和终了位置，更容易产生误差。在测量时间时，首先要注意眼睛平视屏幕，尽量消除由于视觉角度引起的误差；其次要脑、手、眼密切配合，反应速度要快，尽量减小由于按键提前或滞后引起的测量误差。

3.对于匀速下落状态的确认

在静态（平衡）法测量中，油滴是由静止状态开始下落的，初始时油滴所受重力大于空气阻力，油滴加速下落。随着下落速度的加大，油滴所受到的空气阻力也逐渐加大，当空气阻力与重力大小相等时，油滴将匀速下落。在匀速下落过程中，测量油滴下落一段距离（一般取2mm）所用的时间。在实验中，学生往往对油滴进入匀速运动状态的确定感到迷茫，不能确定自己所设定的计时起始点处油滴是否已处于匀速下落状态，其实这个问题大可不必有太多顾虑。有资料显示[2]，在实验过程中，只要油滴在要测量的位置下降10至4个横格，或者从计时开始后的1.7510至4s，油滴就可以达到比较理想的匀速运动状态。所以实验中，我们一般是让油滴下落一个横格再开始计时，这是完全没有问题的，但一定要提醒学生，不要在刚开始下落时就按“计时”键。

4.注意选择合格的实验用油

密立根油滴实验所使用的油多为钟表油，但不同钟表油的品质不完全相同。通过多年的实验发现，有些钟表油在实验中并不适用，实验时会出现油滴总是向下运动、不带电、无法控制、显微镜中看不到油滴等现象，建议选择仪器厂家配备的经过测试的专用油。一般来说，专用油会比较纯净，稳定性好，挥发性小，黏滞系数适中，油的密度、黏滞系数随湿度、温度的变化小。

5.注意环境对实验的影响

密立根油滴实验对环境的要求比较高，主要是周围环境的温度、湿度对实验效果的影响比较大。温度的变化，直接影响到原理公式里面涉及的一些物理量，比如油的密度、黏滞系数、大气压强等，所以应及时根据温度的变化修正公式中的一些常量。空气湿度是影响实验的一个重要的因素，湿度越大，喷油时油滴越不容易带电。所以南方地区学校尽量不要选择在多雨的潮湿季节做这个实验。如果确实是由于空气的湿度大而影响油滴的带电，则可采取一些措施补救，如在实验室内用除湿空调，在油雾仓内放置干燥剂，并将实验用油放在冰箱内冷藏，以免因湿度过大引起黏滞系数的降低，影响油滴带电。

三、结语

密立根油滴实验，是一个历史悠久的经典实验，但由于影响实验结果的因素太多，稍有不慎，就会导致实验失败。因此在实验之前一定要做足功课，仔细研究各种可能影响实验结果的因素，采取一些必要的对应措施，降低实验误差，确保实验成功。

参考文献：

[1]刘智新，李慧娟等.密立根油滴实验人为操作引起的误差探析.大学物理，2008.4，Vol27，3.

[2]安长星，郝博.密立根油滴到达匀速运动状态的确认.沈阳工学院学报，2003.12，Vol22，4.

篇5：密立根油滴课后思考题

1、在密立根油滴实验前，需要实验装置进行水平调节操作吗？

A、需要 B、不需要

2、在密立根油滴实验时，任意一个油滴都可以被作为实验测量对象吗？

A、是 B、不是

3、在密立根油滴实验中，主要验证电荷的（）

A 颗粒性 B 连续性 C 带电性

4、以下说法正确的是：（）

A、在实验过程中寻找的电荷平衡电压为0-400之间的任意值

B、本次实验所采用的方法是动态（非平衡）法测油滴电荷

C、我们将实验测量和计算得到的一组油滴带电量数据除以公认值e，得到各油滴的带电量子数（一般为非整数），再对这些四舍五入取整，作为各油滴的带电量子数n5、密立根油滴实验中，基本电荷e的计算，应对实验测得的各油滴电荷q求（）

A、算术平均值 B、最小公倍数 C、最小整数 D、最大公约数

二、填空题

1、在进行密立根油滴实验时，选择一个合适油滴的电压标准是 V到 V。

2、在进行密立根油滴实验时，选择一个合适油滴的试测时间范围是 S到 S。

3、密立根油滴实验中，主要需要测___________和 ___________这两个物理量。

三、简答题

1、为什么实验前要先调水平？

2、什么样的油滴是合适的？

参考答案：

一、选择题

1、在密立根油滴实验前，需要实验装置进行水平调节操作吗？

A、需要 B、不需要

答案：A2、在密立根油滴实验时，任意一个油滴都可以被作为实验测量对象吗？

A、是 B、不是

答案：B3、在密立根油滴实验中，主要验证电荷的（A）

A 颗粒性 B 连续性 C 带电性

4、以下说法正确的是：（C）

A、在实验过程中寻找的电荷平衡电压为0-400之间的任意值

B、本次实验所采用的方法是动态（非平衡）法测油滴电荷

C、我们将实验测量和计算得到的一组油滴带电量数据除以公认值e，得到各油滴的带电量子数（一般为非整数），再对这些四舍五入取整，作为各油滴的带电量子数n5、密立根油滴实验中，基本电荷e的计算，应对实验测得的各油滴电荷q求（D）

A、算术平均值 B、最小公倍数 C、最小整数 D、最大公约数

二、填空题

1、在进行密立根油滴实验时，选择一个合适油滴的电压标准是 200 V到 300 V。

2、在进行密立根油滴实验时，选择一个合适油滴的试测时间范围是 8 S到 20 S。

3、密立根油滴实验中，主要需要测__电压__________和 ___时间_______这两个物理量。

三、简答题

1、为什么实验前要先调水平？

答案要点：本实验采用的方法是平衡法，本方法利用两个平衡状态（1、重力与电场力平衡处于“静止”状态；

2、重力与空气阻力二力平衡，处于匀速直线运动状态），立方程求解。其中平衡状态1即对电场力的方向有竖直向上的要求，与电场力方向垂直的平行极板必须为水平，因此，实验前需要满足这一要求将平行极板调水平。

2、什么样的油滴是合适的？

答案要点：

1、平衡电压在200至300V；

篇6：密里根油滴实验

第一，教材在介绍了密立根测定的是质量和电量都很小的带电油滴，当油滴在电场中悬浮不动时，受力分析如图，其电荷量由mg=qE=q（1）来获得。由U，d，m，则求出油滴电量q。其中U，d，可以直接由仪器读出，编者用“根据观测数据算出油滴的质量”，就将质量的问题一带而过。

第二，带电油滴毕竟不是电子，就算得到了油滴的电量，又如何得到电子的电量？编者只在最后留下一个问题——“密立根的实验中需要测量哪些物理量，请导出用这些物理量计算的油滴电荷量的表达式”。应该说，从编者给出的信息到最后的问题，中间有着很大的跨度，若要教师来填补中间的空缺，就要花费不小的精力。大多数学生对其中油滴质量的测定即好奇又困惑，还对由油滴电量到电子电量的获得觉得不可思议。笔者以为，尽管高中学生的知识水平有限，实验能力也比较弱。但是，对于油滴质量的测定环节和最后实验数据的处理这两个问题，笔者提出如下建议：

一、如何测定油滴的质量

图片是密立根油滴实验仪器，可以在电脑屏幕上观察油滴在电场中的运动情况，而且屏幕上有网格线，有利于观察油滴的运动距离。在屏幕中观察油滴，寻找合适的悬浮不动小油滴（在屏幕中是一个个大小不一的亮点）

记下油滴的初位置（比如第二条横线处），关闭电压，如下左图的右上角显示“电压000V”，电脑开始计时，当它下落到某位置（如第八条横线处），打开电场电压，同时停止计时。如上右图的右上角所示：电压201V，下落时间为19.33s。（注：上图分别是打开电场电压之前和之后瞬间的截屏）

由下落的时间和距离可以分析油滴在无电场时的运动，数据表明这不可能是自由落体，为什么呢？若U=0，即平行板不加电压，油滴受重力作用加速下降。由于空气阻力fr的作用，油滴下降很小的一段距离之后以速度vg匀速下降，此时，阻力fr与重力mg平衡，如图2（空气浮力忽略不计），即：fr=6πηavg=mg （2）其中，η是空气的黏滞系数，a是油滴的半径。设油滴的密度为ρ，油滴的质量m可以用下式表示：m=πa3ρ （3）

由于油滴的半径很小，实际实验还要进行修正，这里就不再赘述。

当两极板之间的电压为零时：设油滴匀速下降的距离为l，时间为t，则vg=（7）。将（7）式代入（6）式，然后将结果代入（1）式，得