密立根油滴实验步骤

密立根油滴实验步骤,第1张

密立根设置了一个均匀电场,方法是将两块金属板以水平方式平行排列,作为两极,两极之间可产生相当大的电位差。金属板上有四个小洞,其中三个是用来将光线射入装置中,另外一个则设有一部显微镜,用以观测实验。喷入平板中的油滴可经由控制电场来改变位置。

为了避免油滴因为光线照射蒸发而使误差增加,此实验使用蒸气压较低的油。其中少数的油滴在喷入平板之前,因为与喷嘴摩擦而获得电荷,成为实验对象。

此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力,使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度,计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数。

实验步骤

一:浅盘中放适量水逗配。

二:用胶头管将配好的酒精油酸液滴入量筒,记下一毫升所用滴数。

三:撒上痱子粉。

四:往水碧亮面上抵一滴溶液。

五:面积稳定后把玻璃板放在浅盘上,用彩笔描出形状。

六:将玻板放在坐标纸上算出面积S。

七算出一滴油酸体积V。八:D=V/S

扩展资料:

油滴实验,是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔于1909年在美国芝加哥大学瑞尔森物理实验室所山慧指进行的一项物理学实验,该实验首次测量出了电子的电荷量。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。

参考资料来源:百度百科-密立根油滴实验

密立根设置了一个均匀电场,方法是将两块金属板以水平方式平行排列,作为两极,逗配两极之间可产生相当大的电位差。金属板上有四个小洞,其中三个是用来将光线射入装置中,另外一个则设有一部显微镜,用以观测实验。喷入平板中的油滴可经由控制电场来改变位置。

为了避免油滴因为光线照射蒸发山慧指而使误差增加,此实验使用蒸气压较低的油。其中少数的油滴在喷入平板之前,因为与喷嘴摩擦而获得电荷,成为实验对象。

扩展资料:

实验背景

1897年汤姆生发现了电子的存在后,人们进行了多次尝试,以精确确定它的性质。汤姆生又测量了这种基本粒子的比荷(荷质比),证实了这个比值是唯一的。许多科学家为测量电子的电荷量进行了大量的实验探索工作。

电子电荷的精确数值最早是美国科学家密立根于1917年用实验测得的。密立根在前人工作的基础上,进行基本电荷量e的测量,他作了上百次测量,一个油滴要盯住几个小时,可见其艰苦的程度。密立根通过油滴实验,精确地测定基本电荷量e的过程,

实验意义

密立根的实验装置随着技术的进步而得到了不断的改进,但其实验原理至今仍在当代物理科学研究的前沿发挥着作用,例如,科学家用类似的方法确定出基本粒子──夸克的电量。

油滴实验中将微观量测量转化为宏观量测量的巧妙设想和精确构思,以及用比较简单的仪器,测得比较精确而稳定碧亮的结果等都是富有启发性的。

参考资料来源:百度百科-密立根油滴实验

密立根油滴实验原理如下,详细可参阅百度百科

用喷雾器将油滴喷入电容器两块水平的平行电极板之间时,油滴经喷射后,一般都是带电的。在不加电场的情况下,小油差迟滴受重力作用而降落,当重力与空气的浮力和粘滞阻力平衡时,它便作匀速下降,它们之间的关系是:

mg=F1+B(1)

式中:mg——油滴受的重力,F1——空气的粘滞阻力,B——空气的浮力。

令σ、ρ分别表示油滴和空气的密度;a为油滴的半径;η为空气的粘滞系数;vg为油滴匀速下降氏脊速度。因此油滴受的重力为 mg=4/3πa^3δg(注:a^3为a的3次方,一下均是),空气的浮力 mg=4/3πa^3ρg,空气的粘滞阻力f1=6πηaVg (流体力学的斯托克斯定律 ,Vg表示v下角标g)。于是(1)式变为:

4/3πa^3δg=6πηaVg+4/3πa^3ρg

可得出油滴的半径 a=3(ηVg/2g(δ-ρ))^1/2 (2)

当平行电极板间加上电场时,设油滴所带电量为q,它所受到的静电力为qE,E为平行极板间的电场强度,E=U/d,U为两极板间的电势差,d为两板间的距离。适当选择电势差U的大小和方向,使油滴受到电场的作用向上运动,以ve表示上升的速度。当油滴匀速上升时,可得到如下关系式:

F2+mg=qE+B(3)

上式中F2为油滴上升速度为Ve时空气的粘滞阻力:

F2=6πηaVe

由(1)、(3)式得到油滴所带电量q为

q=(F1+F2)/E=6πηad/(Vg+Ve)(4)

(4)式表明,按(2)式求出油滴的半径a后,由测定的油滴不加电场时下降速度vg和加上电场时油滴匀速上升的速度ve,就可以求出所带的电量q。

注意上述公式的推导过程中都是对同一个油滴而言的,因而对同一个油滴,要在实验中测出一组vg、ve的相应数据。

用上述方法对许多不同的油滴进行测量。结果表明,油滴所带的电量总是某一个最小固歼庆渗定值的整数倍,这个最小电荷就是电子所带的电量e。


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