上海交通大学：《大学物理实验》课程教学资源（PPT讲稿）基本电荷测定——密立根油滴实验

密立根油滴实验 基本电荷测定

密立根油滴实验 ——基本电荷测定

一、密立根(RA.Millikan) 基本电荷测定

一、密立根（R. A. Millikan） 与 基本电荷测定

密立根(R.A.Millikan) 是著名的实验物理学家，1907年 开始，他在总结前人实验的基础 上，着手电子电荷量的测量研究， 之后改为以微小的油滴作为带电 体，进行基本电荷量的测量，并 于1911年宣布了实验的结果，证 实了电荷的量子化

密立根（R. A. Millikan） 是著名的实验物理学家，1907年 开始，他在总结前人实验的基础 上，着手电子电荷量的测量研究， 之后改为以微小的油滴作为带电 体，进行基本电荷量的测量，并 于1911年宣布了实验的结果，证 实了电荷的量子化

密立根的实验设备简单而有 效，构思和方法巧妙而简洁，他 采用了宏观的力学模式来研究微 观世界的量子特性，所得数据精 确且结果稳定，无论在实验的构 思还是在实验的技巧上都堪称是 第一流的，是一个著名的有启发 性的实验，因而被誉为实验物理 的典范

密立根的实验设备简单而有 效，构思和方法巧妙而简洁，他 采用了宏观的力学模式来研究微 观世界的量子特性，所得数据精 确且结果稳定，无论在实验的构 思还是在实验的技巧上都堪称是 第一流的，是一个著名的有启发 性的实验，因而被誉为实验物理 的典范

密立根(R.A.Millikan)

密立根（R. A. Millikan）

二、实验目的 学习密立根油滴实验的设计思想。 通过对带电油滴在重力场和静电场中 运动的测量，验证电荷的不连续性， 并测定基本电荷值。 ·通过对实验仪器的调整，油滴的选择 跟踪和测量，以及实验数据处理等， 培养学生严谨的科学实验态度

二、实验目的 • 学习密立根油滴实验的设计思想。 • 通过对带电油滴在重力场和静电场中 运动的测量，验证电荷的不连续性， 并测定基本电荷值。 • 通过对实验仪器的调整，油滴的选择、 跟踪和测量，以及实验数据处理等， 培养学生严谨的科学实验态度

三、实验原理 利用带电 荷的微小油滴 在均匀电场中 运动的受力分 mg 析，可将油滴 所带的微观电荷量的测量转化为油 滴宏观运动速度的测量

三、实验原理 利用带电 荷的微小油滴 在均匀电场中 运动的受力分 析，可将油滴 所带的微观电荷量的测量转化为油 滴宏观运动速度的测量

1.静态平衡测量法 带电油滴在平行板电压为的电场中， 受重力、空气浮力作用而平衡时的电荷量 为 0 其中，当平行板电压为零时，可测得 油滴作匀速运动时下降的距离1和相 应的时间tg°

1. 静态平衡测量法 带电油滴在平行板电压为U 的电场中， 受重力、空气浮力作用而平衡时的电荷量 为 其中，当平行板电压为零时，可测得 油滴作匀速运动时下降的距离l 和相 应的时间tg

2.动态非平衡测量法 为解决静态平衡法中由于气流扰动而 产生的非预期的影响以及油滴蒸发引起的 误差，在平行极板上加一方向与重力方向 相反电场，使带电油滴向上作匀速运动， 测量通过距离1所需时间t2,则可得 其中k= 18πdl (2pg)2

2. 动态非平衡测量法 为解决静态平衡法中由于气流扰动而 产生的非预期的影响以及油滴蒸发引起的 误差，在平行极板上加一方向与重力方向 相反电场，使带电油滴向上作匀速运动， 测量通过距离 所需时间 ，则可得 其中

3.对粘滞系数的修正 斯托克斯定律适用于连续介质中 球状物体所受的粘滞力。由于油滴甚 小，其直径可和空气分子的平均自由 程相比拟，所以不能再将空气看成是 连续介质，油滴所受粘滞力必将减小 粘滞系数应予以修正

3. 对粘滞系数的修正 斯托克斯定律适用于连续介质中 球状物体所受的粘滞力。由于油滴甚 小，其直径可和空气分子的平均自由 程相比拟，所以不能再将空气看成是 连续介质，油滴所受粘滞力必将减小， 粘滞系数应予以修正