電子電荷量子化的實(shí)驗(yàn)研究近代物理實(shí)驗(yàn)畢業(yè)論文

1、電子電荷量子化的實(shí)驗(yàn)研究電子電荷量子化的實(shí)驗(yàn)研究密立根油滴實(shí)驗(yàn)報(bào)告密立根油滴實(shí)驗(yàn)報(bào)告摘要摘要：R.A..Milikan于19091917年間對(duì)微小油滴所帶的電荷量進(jìn)行了不懈的測(cè)量，用大量的測(cè)量數(shù)據(jù)表明，電子的電量是不連續(xù)，或者叫做量子化的，所測(cè)得的基本電荷e=1.60c10?19用油滴法測(cè)量電子的電荷，可以用靜態(tài)（平衡）測(cè)量法或動(dòng)態(tài)（非平衡）測(cè)量法，也可以通過改變油滴的帶電量，用靜態(tài)法或動(dòng)態(tài)法測(cè)量油滴帶電量的改變量。該實(shí)驗(yàn)采用了融合諸多

2、物理和技術(shù)的內(nèi)容的靜態(tài)平衡法，在研究方法上有著獨(dú)特的風(fēng)采。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：密立根密立根油滴實(shí)驗(yàn)靜態(tài)平衡電子電荷量子化1引言R.A..Milikan于19091917年間對(duì)微小油滴所帶的電荷量進(jìn)行了不懈的測(cè)量，用大量的測(cè)量數(shù)據(jù)表明，電子的電量是不連續(xù)，或者叫做量子化的，所測(cè)得的基本電荷e=1.60c10?192實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量油滴所帶電荷量的方法是密立根提出來的，稱之為：平衡測(cè)量法。（1）讓帶點(diǎn)油滴處在豎直方向的電場(chǎng)中，調(diào)節(jié)兩極板電壓，令油滴在

3、兩極板間懸停，此時(shí)重力與電場(chǎng)力平衡mg=qvd式中q為油滴所帶電量，m為油滴的質(zhì)量，U為兩極板間的電勢(shì)差，d為兩板間的距離。（2）在不加電場(chǎng)的情況下，小油滴受重力作用而降落，當(dāng)重力與空氣粘滯阻力平衡時(shí)，它便作勻速下降，它們之間的關(guān)系是：mg=F1式中：mg──油滴受的重力，F(xiàn)1──空氣的粘滯阻力.由流體力學(xué)的斯托克斯定律可知：F1=6πσrv????nVttq102.011043.12314?????根據(jù)以上兩式，只要測(cè)出油滴下落兩毫米

4、所用的時(shí)間，測(cè)量出油滴在電場(chǎng)中不動(dòng)的平衡電壓，就可以計(jì)算出油滴的半徑和電荷。3.實(shí)驗(yàn)過程（一）儀器調(diào)節(jié)1將油滴照明燈接2.2V電源，平行極板接500V直流電源，電源插孔都在電源后蓋上。2調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，使水準(zhǔn)儀的氣泡移到中央，這時(shí)平行極板處于水平位置，電場(chǎng)方向和重力平行。3將“均衡電壓”開關(guān)置于“0”位置，“升降電壓”開關(guān)也置于“0”位置。將油滴從噴霧室的噴口噴入，視場(chǎng)中將出現(xiàn)大量油滴，猶如夜空繁星。如果油滴太暗，可轉(zhuǎn)動(dòng)小照明燈，使油滴更

5、明亮，微調(diào)顯微鏡，使油滴更清楚。（二）測(cè)量練習(xí)1練習(xí)控制油滴：當(dāng)油滴噴入油霧室并觀察到大量油滴時(shí)，在平行極板上加上平衡電壓（約300V左右，“”或“”均可），驅(qū)走不需要的油滴，等待一至二分鐘后，只剩下幾顆油滴在慢慢移到，注意其中的一顆，微調(diào)顯微鏡，使油滴很清楚，仔細(xì)調(diào)節(jié)電壓使這顆油滴平衡；然后去掉平衡電壓，讓它達(dá)到勻速下降（顯微鏡中看上去是在上升）時(shí)，再加上平衡電壓使油滴停止運(yùn)動(dòng)；之后，再調(diào)節(jié)升降電壓使油滴上升（顯微鏡中看上去是在下降）

6、到原來的位置。如此反復(fù)練習(xí)，以熟練掌握控制油滴的方法。2練習(xí)選擇油滴：要作好本實(shí)驗(yàn)，很重要的一點(diǎn)就是選擇好被測(cè)量的油滴。油滴的體積既不能太大，也不能太?。ㄌ髸r(shí)必須帶的電荷很多才能達(dá)到平衡；太小時(shí)由于熱擾動(dòng)和布朗運(yùn)動(dòng)的影響，很難穩(wěn)定），否則，難于準(zhǔn)確測(cè)量。對(duì)于所選油滴，當(dāng)取平衡電壓為320V，勻速下降距離200.0?lcm所用時(shí)間約為20s左右時(shí)，油滴大小和所帶電量較適中，測(cè)量也較為準(zhǔn)確。因此，需要反復(fù)試測(cè)練習(xí)，才能選擇好待測(cè)油滴。3速