1-3密立根油滴实验 美国物理学家密立根历时七年之久,通过测量微小油滴所带的电荷,不仅证明了电 荷的不连续性,即所有的电荷都是基本电荷e的整数倍,而且测得了基本电荷的准确值。 电荷e是一个基本物理量,它的测定还为从实验上测定电子质量、普朗克常数等其他物 理量提供了可能性,密立根因此获得了1923年的诺贝尔物理学奖。 密立根油滴实验用经典力学的方法,揭示了微观粒子的量子本性。因为它的构思巧 妙,设备简单,结果准确,所以是一个著名而有启发性的物理实验。我们重做密立根油 滴实验时,应学习前辈物理学家精湛的实验技术,严谨的科学态度及坚忍不拔的探索精 神 、实验目的 验证电荷的不连续性,测定电子的电荷值e。 二、实验原理 用油滴法测量电子的电荷有两种方法,即平衡测量法和动态测量法,分述如下: 1、平衡测量法 用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的2 水平放置的平行极板之间。油滴在喷射时由 于摩擦,一般都是带电的。设油滴的质量为d m,所带电量为q,两极板之间的电压为V, ng 则油滴在平行极板之间同时受两个力的作区∠ 用,一个是重力mg,一个是静电力 gE=qv/d。如果调节两极板之间的电压V, 图1:油滴在两平行极板之间静止 可使两力相互抵消而达到平衡,如图1所示。这时 ng=q 为了测出油滴所带的电量q,除了需测定V和d外,还需测量油滴的质量m。因m很小 需要用如下特殊的方法测定 平行极板未加电压时,油滴受重力作用而下降,但是由于空气的粘滞阻力与油滴的 速度成正比,油滴下落一小段距离达到某一速度νx后,阻力与重力平衡(空气浮力忽略 不计),油滴将匀速下降。由斯托克斯定律可知 mg=6rr (2) 式中n是空气的粘滞系数,r是油滴的半径(由于表面张力的原因,油滴总是呈小球状) 设油滴的密度为p,油滴的质量m又可以用下式表示 (3)17 1-3 密立根油滴实验 美国物理学家密立根历时七年之久，通过测量微小油滴所带的电荷，不仅证明了电 荷的不连续性，即所有的电荷都是基本电荷 e 的整数倍，而且测得了基本电荷的准确值。 电荷 e 是一个基本物理量，它的测定还为从实验上测定电子质量、普朗克常数等其他物 理量提供了可能性，密立根因此获得了 1923 年的诺贝尔物理学奖。 密立根油滴实验用经典力学的方法，揭示了微观粒子的量子本性。因为它的构思巧 妙，设备简单，结果准确，所以是一个著名而有启发性的物理实验。我们重做密立根油 滴实验时，应学习前辈物理学家精湛的实验技术，严谨的科学态度及坚忍不拔的探索精 神。 一、实验目的 验证电荷的不连续性，测定电子的电荷值 e。 二、实验原理 用油滴法测量电子的电荷有两种方法，即平衡测量法和动态测量法，分述如下： 1、 平衡测量法 用喷雾器将油滴喷入两块相距为 d 的 水平放置的平行极板之间。油滴在喷射时由 于摩擦，一般都是带电的。设油滴的质量为 m，所带电量为 q，两极板之间的电压为 V， 则油滴在平行极板之间同时受两个力的作 用，一个是重力 mg ， 一 个是 静 电 力 qE = qv / d 。如果调节两极板之间的电压 V， 可使两力相互抵消而达到平衡，如图 1 所示。这时 mg = qv / d （1） 为了测出油滴所带的电量 q，除了需测定 V 和 d 外，还需测量油滴的质量 m 。因 m 很小， 需要用如下特殊的方法测定。 平行极板未加电压时，油滴受重力作用而下降，但是由于空气的粘滞阻力与油滴的 速度成正比，油滴下落一小段距离达到某一速度 g v 后，阻力与重力平衡（空气浮力忽略 不计），油滴将匀速下降。由斯托克斯定律可知 g mg = 6rv （2） 式中η是空气的粘滞系数，r 是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状）。 设油滴的密度为ρ，油滴的质量 m 又可以用下式表示   3 3 4 m = r （3） 图 1：油滴在两平行极板之间静止