密立根油滴实验——电子电荷的测量 【实验目的】1.通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不持续性，并测定电荷的电荷值 e。2.通过实验过程中，对仪器的调节、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的解决等，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验办法和态度。 3.学习和理解密立根运用宏观量测量微观量的巧妙构想和构思。【实验原理】1.静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为 d 的平行极板之间。油在喷射撕裂成油滴时，普通都是带电的。设油滴的质量为 m，所带的电量为 q，两极板间的电压为 V ，如图 1 所示。如果调节两极板间的电压 V ，可使两力达成平衡，这时： (1)为了测出油滴所带的电量 q，除了需测定平衡电压 V 和极板间距离 d 外，还需要测量油滴的质量 m。因 m 很小，需用以下特殊办法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气阻力的作用，下降一段距离达成某一速度后，阻力与重力 mg 平衡，如图 2 所示（空气浮力无视不计），油滴将匀速下降。此时有： (2)其中是空气的粘滞系数，是油滴的半径。通过变换及修正，可得斯托克斯定律： (3)其中 b 是修正常数， b=6.17×10-6m·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。至于油滴匀速下降的速度，可用下法测出：当两极板间的电压 V 为零时,设油滴匀速下降的距离为 ，时间为 t ，则 (4)最后得到理论公式： (5)2.动态（非平衡）测量法非平衡测量法则是在平行极板上加以适宜的电压 V ，但并不调节 V 使静电力和重力达成平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。由于空气阻力的作用，上升一段距离达成某一速度 υ 后，空气阻力、重力与静电力达成平衡（空气浮力无视不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。这时： （6）当去掉平行极板上所加的电压 V 后，油滴受重力作用而加速下降。当空气阻力和重力平衡时，油滴将以匀速 υ 下降，这时： （7）化简，并把平衡法中油滴的质量代入，得理论公式： （8）【实验仪器】根据实验原理，实验仪器——密立根油滴仪，应涉及水平放置的平行极板（油滴盒），调平装置，照明装置，显微镜，电源，计时器（数字毫秒计），变化油滴带电量从 q 变到 q′的装置，实验油，喷雾器等。MOD－5 型密立根油滴仪的基本外形和具体构造示于图 4。【实验内容】1.调节仪器将仪器放平稳，调节仪器底部左右两只调平螺丝，使水准泡批示水平，这时平行极板处在水平位置。预...
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