近代物理實(shí)驗(yàn)論文題目：密立根油滴實(shí)驗(yàn)論文姓名：王林專業(yè)：11物理本1班完成日期：2013年12月8號摘要：密立根油滴實(shí)驗(yàn)是以測量油滴的電量，并驗(yàn)證電荷的量子性。它證明了任何帶電體所帶的電荷都是某一對小電荷——基本電荷的整倍數(shù)；并精確的測定了基本電荷的數(shù)值，為從實(shí)驗(yàn)上測定其他一些基本物理量提供了可能性。關(guān)鍵詞：油滴、電壓、下落時間引言：1897年，英國物理學(xué)家。約·湯姆遜（J·J·Thomson）通過對陰極射線的深入研究，用實(shí)驗(yàn)證明了陰極射線的本質(zhì)是一種帶點(diǎn)的粒子（即電子）。同年他又因測出電子的電荷與質(zhì)量的比值，而獲得1906年的若貝爾物理學(xué)獎。為了測定單個電子的電荷值，美國物理學(xué)家密立根于1907-1913年用電場合場中運(yùn)動的帶點(diǎn)油滴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)所有油滴所帶的電量均是某一最小電荷值就是電子電荷。正是由于在基本電荷的光電效應(yīng)方面的研究，密立根獲得了1923年的若貝爾物理學(xué)獎。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對帶電油滴在重力場和靜電場中運(yùn)動的測量，驗(yàn)證電荷的不連續(xù)性，并測定電子的電荷值e通過實(shí)驗(yàn)時對儀器的調(diào)整、油滴的選擇、跟蹤、測量以及數(shù)據(jù)的處理等，培養(yǎng)一個人嚴(yán)肅認(rèn)真和一絲不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和態(tài)度。二、實(shí)驗(yàn)儀器顯微攝像油滴儀、油滴、噴霧器三、實(shí)驗(yàn)原理用噴霧器將油滴噴入兩塊相距為d的水平放置的平行（電）極板之間。油在噴射撕裂成油滴時，由于摩擦一般都是帶電。設(shè)油滴的質(zhì)量為m，所帶的電荷為q，兩極板間的電壓為V，則油滴在平行極板間將同時受到重力mg和靜電力qe的作用如果調(diào)節(jié)極板間的電壓V，可使該兩力達(dá)到平衡時。mg=qe=q（1-1）為了測定油滴所帶電荷q，除應(yīng)測出V和d外，還要測出油滴的質(zhì)量m。因m很小，需用特殊方法來測定。平行極板未加電壓時，油滴受重力而加速下降，但由于空氣助力的作用，下降一段距離達(dá)到某一速度v后，助力與重力平衡（空氣浮力忽略不計），油滴將勻速下降，根據(jù)流體力學(xué)的斯托克斯定律（1-2）式中為空氣的粘滯系數(shù)；a為油滴半徑（由于表面張力的原因，油滴總是呈小球狀）。設(shè)油的密度為，則油滴的質(zhì)量（1-3）合并以上兩式，得油滴的半徑（1-4）對于半徑為m的小球，空氣的粘滯系數(shù)贏作如下修正，即這時斯托克斯定律為：式中b為修正常數(shù)，.cmHg；p為大氣壓強(qiáng)，單位為cmHg。因此，（1-5）上式根號中還包含油滴的半徑a，但因它是處于修正項(xiàng)中，不需要十分精確，故它可用（1-4）計算。將（1-5）式代入（1-3）式，得（1-6）對于油滴勻速下降的速度v，可用下法測出：當(dāng)兩極板間的電壓V=0時，設(shè)油滴勻速下降的距離為了，時間為t，則（1-7）綜合上述公式得:（1-8）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于同一油滴如果改變它所帶的電量，則能夠使油滴達(dá)到平衡的電壓必須是某些特定的值。研究這些電壓變化的規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)，它們都滿足下例方程式中，而e則是一個不變的值。對于不同的油滴，可以發(fā)現(xiàn)有同樣的規(guī)律，而且e值是共同的常熟，這就證明了電荷的不連續(xù)性，并存在著最小的電荷單位，即電子的電荷值e，從而得（1-9）四、實(shí)驗(yàn)步驟1、儀器調(diào)節(jié)（1）將將工作電壓反向開關(guān)放置“0”位置，（2）將儀器放置平穩(wěn)，調(diào)節(jié)儀器底部左右兩只調(diào)節(jié)螺絲使水準(zhǔn)泡顯示水平，這時油滴處于水平狀態(tài)。（3）打開電源開關(guān)。從測量顯微鏡中觀測轉(zhuǎn)動目鏡頭使分劃板刻度清晰。(4)在噴霧器中注入實(shí)驗(yàn)油少許，將油從噴霧器中旁的噴霧口噴人（一下即可）微調(diào)測量顯微鏡的調(diào)焦手輪，使油滴清晰。2、測量練習(xí)包括練習(xí)控制油滴，練習(xí)測量油滴運(yùn)動和練習(xí)選擇油滴。練習(xí)控制油滴在平行極板上加200-300伏左右的電壓，將工作電壓反向開關(guān)撥到“+”側(cè)或“-”側(cè)，觀測油滴的運(yùn)動情況有無變化。選擇其中幾顆緩慢運(yùn)動的油滴，并注視其中一顆，仔細(xì)調(diào)節(jié)工作電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使這顆油滴平衡不動。然后去掉工作電壓（降工作電壓反向開關(guān)置“0”位），讓它勻速下降。下降一段距離再加上工作電壓和升降電壓。使油滴上升。反復(fù)練習(xí)掌握控制油滴的方法。3、正式測量實(shí)驗(yàn)主要測定兩個量――平衡電壓和油滴勻速下降一段距離勒索需時間平衡電壓必須仔細(xì)調(diào)節(jié)，并將油滴置于分化板上某一刻度附近以便油滴是否平衡。測量時間t時應(yīng)先讓油滴下降一段距離，是油滴達(dá)到勻速當(dāng)達(dá)到某一刻度時開始計時。對油滴進(jìn)行反復(fù)測量記錄時間t。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理=981kg.g=9.80m.l=將記錄每個油滴的時間t求平均代入（1-9）式計算出e的值。六、誤差分析1理論誤差因?yàn)橛兔芏?、空氣的粘滯系?shù)都是溫度的函數(shù)，重立加速g和大氣強(qiáng)度p又隨實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)條件變化，但是一般條件下，計算的誤差只有百分之一左右因此給實(shí)驗(yàn)計算帶來誤差。2測量誤差(1)、密立根油滴實(shí)驗(yàn)是一個操作要求較高的實(shí)驗(yàn)，因此，在實(shí)驗(yàn)儀器相同的情況下，測量誤差除了系統(tǒng)差引起的部分，主要就是有測量人員的主管因