密立根测定电子电荷的实验

选十三 密立根油滴法测定电子电荷R ·A.密立根花了七年功夫（1909~1917）所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即著名的密立根油滴试验，是近代物理学发展史上最有重要意义的实验。

他证明了电荷的不连续性（即所有电荷都是基本电荷e 的整数倍），测得了基本电荷e ，即电子的电荷值。

e=v12（1.602+0.002）×10-10库仑。

一、目的要求应用密立根油滴法测定基本电荷。

具体要求：1． 验证电荷的不连续性原理。

2． 测定电子的电荷值e 。

3． 测出的电子电荷量e 与公认值比较，求出其正确度。

二、实验仪器密立根油滴仪、机时秒表、喷雾器、调焦针。

三、参考书目1．南京工学院等七所工科院校编《物理学》中册P.36—38。

2．F.W.SEARS 《大学物理学》第三册P.70—72。

3．保罗·A ·蒂普勒《近代物理基础及其应用》P.105—118。

4．哈尔滨工业大学主编《物理实验》（近代物理与综合部分）P.43—53。

四、实验原理用喷雾器将雾状油滴喷入相距为d 的水平放置的平行极板之间。

由于摩擦，油滴在喷射时一般都是带电的。

调解加在平行极板上电压V ，可使作用在某一油滴上的电场力与重力平衡，油滴静止在空中，如图1所示，此时有mg=q dV (1) 要从上式测出油滴带电量q ，还必须定出油滴质量m ；图1平行极板未加电压时，油滴在重力作用下加速下降，由于空气的粘滞阻力与油滴速度成正比，当到达某一速度v 时，阻力与重力平衡，油滴将均速下降，由斯托克斯定理可知： mg v a f r ==ηπ6 （2）其中η是空气粘滞系数，a 为油滴的半径。

设油滴密度为ρ则：ρπ334a m =（3） 由（2）、（3）两式得：gv a ρη29= （4） 对于半径小到10-6米的小球，油滴半径近于空气中孔隙的大小，空气介质不能再认为是均匀的，因而在应用对于均匀介质才适用的斯托克斯定律时，必须对空气粘滞系数作如下修正：a pb a ⋅+=ηη'b 为常数，p 为大气压强，用η代'η得到：a pb g v a ⋅+⋅=1129ρη (5)上式根号中的阿处于修正项中，不需十分精确，故它仍可用（4）式计算。

实验29 密立根油滴实验——电子电荷的测量【实验目的】1．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，并测定电子的电荷值e 。

2．通过实验过程中，对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。

3．学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。

【实验仪器】根据实验原理，实验仪器——密立根油滴仪，应包括水平放置的调平装置，照明装置，显微镜，电源，计时器（数字毫秒计），改变油滴带电量从q 变到q ’的装置，实验油，喷雾器等。

MOD －5 型密立根油滴仪的基本外形和具体结构如图0所示。

图0【实验原理】用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法，也可以通过改变油滴的带电量用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

测量方法分述如下。

1． 静态（平衡）测量法用喷雾器将油喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。

油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。

设油滴的质量为m ，所带的电量为q ，两极板间的电压为V ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用，如图1所示。

如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：图1dVqqE mg == （1） 为了测出油滴所带的电量q ，除了需测定平衡电压V 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m 。

因m 很小，需用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度g ν后，阻力r f 与重力mg 平衡，如图 2 所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时：mg v a f g r ==ηπ6 （2）设油滴密度为ρ，油滴质量m 为：ρπ334a m = （3）则油滴半径为： gv a g ρη29=（4）实验中我们让油滴匀速下降距离l ，测得所需时间为t g ，考虑到空气粘滞系数对半径较小的油滴的修正后，可得油滴的质量为：ρρηπ2/3112934⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+=pa b g v m g （5）其中修正常数b =6.17×10-6m /cmHg ，p 为大气压强，单位为cmHg ，而v g 则为gg t lv =（6） 则：V d pa b t l g q g 231218⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ηρπ （7） 上式是用平衡测量法测定油滴所带电量的理论公式。

密立根油滴实验密立根油滴实验是由美国物理学家罗伯特·安德鲁斯·密立根于1909年提出的一种重要的实验方法，通过该实验可以精确地测定电子的电荷量。

它对于验证物理定律和揭示原子结构的重要性被广泛认可，并为密立根赢得了1923年的诺贝尔物理学奖。

该实验通过将一个小滴油悬浮在一个恒定的电场中，来测量油滴所带电荷的绝对值。

实验过程涉及到电场的产生、实验器材的准备、实验条件的控制，以及数据记录和分析。

首先，电场的产生是实验的基础。

通过两个平行的金属板，施加不同电势差来建立电场。

金属板通常选用导电性良好的材料，如铝。

这两块金属板之间的间距应足够小，以保持电场的均匀性。

电源用来提供所需的电势差，并通过外部电路连接到金属板上。

接下来，我们需要准备一个适合的实验器材。

一个重要的工具是显微镜，用于观察和测量油滴的运动。

油滴可以通过雾化器在容器中生成，然后通过一个小孔喷射到金属板之间的电场区域。

在接触之前，油滴应先进行充分的电离，以确保带有单个电荷。

此外，还需要实验平台、玻璃仪器和电荷计等设备。

在实验开始之前，需要确保实验环境的稳定性和准确性。

这包括控制温度和湿度，以及消除空气中的颗粒物等可能影响实验结果的因素。

调整电场的强度和方向，使油滴可以平稳地悬浮在电场中。

实验过程中，需要对油滴的运动轨迹进行观测和记录。

通过显微镜观察油滴在电场中的上升或下降运动，并测量其运动时间和距离。

根据物理定律，可以通过油滴的运动速度和电场强度来计算油滴所带电荷的绝对值。

通过反复实验并记录数据，我们可以得到多组数据用于平均值的计算。

合理地利用数据处理和统计方法，可以减小误差，提高实验的精确度。

除了基本的测量电荷量的应用，密立根油滴实验还可以通过改变实验条件，研究其他参数对电荷量的影响。

例如，可以在不同电场强度下测量油滴的电荷量，并验证库仑定律的适用范围。

此外，可以控制油滴的电荷量和质量，进一步研究电荷-质量比，从而得到电子的质量。

14.8 密立根油滴实验——电子电荷的测量实验简介密立根 (Robert Andrews Millikan ，1868～1953，美国物理学家) 于1907年开始，经历7年时间，用油滴法直接证实了“电”的不连续性，并用实验的方法直接测量了电子的电荷量，这就是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展史中具有重要意义的实验。

因对基本电荷和光电效应的工作，密立根荣获1932年度诺贝尔物理学奖。

实验目的1．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，并测定电子的电荷e 。

2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。

实验原理用油滴法测量电子的电荷，需要测量油滴的带电量q ，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法测q ，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

测量方法分析如下：一．静态（平衡）测量法。

用喷雾器将油喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。

油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。

设油滴的质量为m ，所带的电荷为q ，两块极板间的电压为U ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用。

如图（4.8-2）所示。

如果调节两极板间的电压U ，可使这两个力达到平衡，这时U mg qE q d== （4.8-1） 从式（4.8-1）可见，为了测出油滴所带电量q ，除了需测定平衡电压U 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m 。

因为m 很小，需要用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气粘滞阻力的作用，下降一定距离达到某一速度v g 后，阻力与重力mg 平衡，如图4.8-3所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降 。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时6g f a v mg πη== (4.8-2)式中，η是空气的粘滞系数；a 是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴f r mg v g2 总是呈小球状）。

用密立根油滴实验测电子电荷实验背景杰出的美国物理学家密立根在1909年至1917年所做的测量微小油滴上带的电荷的工作，即所谓油滴实验。

在全世界是享负盛名的，堪称物理实验的典范.Millikan在这一实验工作中花费里近10年的心血，而取得了有重大意义的结果，那就是：(1)证明电荷的不连续性(具有颗粒性)，所有电荷都是基本电荷e的整数倍。

(2)测量并得到了基本电荷即为电子电荷，其值为e=1.60⨯10-19库仑。

现公认e是基本电荷，对其值的测量测量精度不断提高，目前给出的最好结果为：e=(1.60217731±0.00000049)⨯10-19库仑。

正是由于这一实验成就，他荣获了1932年诺贝尔物理奖金。

八十多年过去了，物理学发生了根本的变化，而这个实验又重新站到了实验物理的前列。

近年来，根据这一实验的设计思想改进的用磁漂浮的方法测量分数电荷的实验，使古老的实验又焕发青春，也就更说明，Millikan油滴实验是富有巨大生命力的实验。

n 实验目的本实验的目的，是学习测量元电荷的方法，并训练物理实验时应有的严谨态度和坚韧不拔的科学精神。

n 实验原理按油滴作匀速直线运动或静止两种运动方式分类，油滴法测电子电荷分为动态测量法和平衡测量法。

l 动态测量法考虑重力场中一个足够小油滴的运动，设此油滴半径为r，质量为m1，空气是粘滞流体，故此运动油滴除重力和浮力外还受粘滞阻力的作用。

由斯托克斯定律，粘滞阻力与物体运动速度成正比。

设油滴以匀速vf下落，则有(1)此处m2为与油滴同体积空气的质量，K为比例常数，g为重力加速度。

油滴在空气及重力场中的受力情况如图8.1.1-1所示。

若此油滴带电荷为q，并处在场强为E的均匀电场中，设电场力qE方向与重力方向相反，如图8.1.1-2所示，如果油滴以匀速vr上升，则有(2)由式（1）和（2）消去K,可解出q为：(3)由（3）式可以看出来，要测量油滴上的电荷q，需要分别测出m1，m2，E，vr，vf等物理量。

实验用密立根油滴法测量电子电荷美国物理学家密立根（）从1909到1917年所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。

他精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。

由于这个实验的原理清晰易懂，设备和方法简单、直观而有效，所得结果富有说服力，因此它又是一个富有启发性的实验，设计巧妙，结果准确。

密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应测量出普朗克常数等数项成就，荣获了1923年诺贝尔物理学奖。

【实验目的】1．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，证明电荷的不连续性，并测量基本电荷的大小。

2．通过实验中对仪器的调整、油滴的选择、跟踪、测量及数据处理，培养学生科学的实验方法与一丝不苟的科学实验态度。

3．了解现代测量技术在实验中的应用。

【实验仪器】MOD-Ⅴ型密立根油滴仪（主要由油滴室、电压耦合元件电视显微镜CCD、10寸黑白显示器、供电箱、调平装置、喷油器和实验用油等组成）。

1．油雾室 2．油雾室照明灯泡 3．极板电压显示数字电压表 4．计时器计时显示数字表 5．极板电压粗调电位器6．极板电压细调电位器 7．极板电压换向开关 8．油滴控制波段开关 9．计时器清零按钮 10．计时器控制按钮11．CCD 电源 + 12V 输出插座 12．CCD 视频输入插座 13．水平指示仪 14．镜筒10．显微镜移动旋钮16．CCD 17．仪器电源开关 18．仪器电源输入三相插座图3-57 密立根油滴仪面板图【实验原理】用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法。

两种测量方法分述如下。

1．静态（平衡）测量法用喷雾器将油喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。

油在喷射中撕裂成油滴时，一般都是带电的，设油滴的质量为m ，所带的电荷为q ，两极板间的电压为U ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用（见图3-58）。

实验５７电子电荷的测量（密立根油滴实验）由美国物理学家密立根（Ｍｉｌｌｉｋａｎ，Ｒ．Ａ．）完成的测量微小油滴上所带电荷的实验——油滴实验，是物理学发展史上具有重要意义的实验。

这一实验首次证明了电荷的不连续性，即任何带电体所带的电量都是基本电荷的整数倍，并精确测定了基本电荷ｅ＝1.60×10-19库仑。

电子电荷是物理学中基本常数之一，在理论和实际工作中都有重要意义，它的精确测定，为从实验上测定许多基本物理量提供了可能性。

密立根油滴实验设计精巧，设备简单，而实验结论却有不容置疑的说服力，因此这一实验历来被看做是物理实验的一个光辉典范。

密立根由于这一杰出工作和在光电效应方面的研究成果而荣获１９２３年诺贝尔物理奖。

【预习重点】（１）用油滴法测量电子电荷的原理。

（２）密立根油滴仪的结构原理和调节使用方法。

【仪器】密立根油滴仪（包括油滴盒、照明装置、显微镜、电源及油喷雾器）、电子停表。

ＭＯＤ—４型油滴仪简介如下。

ＭＯＤ—４型油滴仪结构如图５７—１所示。

油滴盒由两块经过精磨的平行极板、中间垫以胶木圆环组成，两平行极板的间距为ｄ。

胶木圆环上有进光孔（插导光棒）、观察孔（正对显微镜）和石英玻璃窗（旁边装有笔形汞灯）。

上电极板中央有一个直径为０.４ｍｍ的小孔，油滴从油雾室经此孔下落，进入油滴盒。

油滴盒可用调平螺丝调节水平并用水准器校验。

图５７—１油滴实验仪照明装置包括照明灯室和导光棒。

灯室中装一２.２Ｖ聚光小灯泡，通过调节小灯泡方向，可使油滴更为清晰明亮。

显微镜通过胶木圆环上的观察孔观察平行极板间的油滴。

显微镜目镜中装有分划板，其垂直方向的总刻度相当于视物中的３.００ｍｍ，用以测量油滴运动的距离ｌ。

电源共提供４种电压：２.２Ｖ照明小灯泡电压，５００Ｖ直流平衡电压，２５０Ｖ直流升降电压和笔形汞灯工作电压。

５００Ｖ直流平衡电压可连续调节，读数从电压表上读出，并由反向开关换向以改变上下电极板的极性。

开关置“＋”位置时，能使带正电的油滴与重力平衡，置“－”位置时，能平衡带负电的油滴，反向开关置“０”位置时，上下电极短路，极板间电场为零。

密立根油滴实验电子电荷的测量密立根（Robert Andrews Millikan , 1868〜1953，美国物理学家）于1907 年开始，经历7 年时间，用油滴法直接证实了“电”的不连续性，并用实验的方法直接测量了电子的电荷量，这就是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展史中具有重要意义的实验。

因对基本电荷和光电效应的工作，密立根荣获1932 年度诺贝尔物理学奖。

1 ．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，并测定电子的电荷e。

2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。

用油滴法测量电子的电荷，需要测量油滴的带电量q,可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法测q，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

测量方法分析如下：一．静态（平衡）测量法。

用喷雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极qE板之间。

油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。

设油滴Vd的质量为m所带的电荷为q,两块极板间的电压为U,则mg油滴在平行极板间将同时受到重力mg和静电力qE的作用。

图4.8-2如图（4.8-2 ）所示。

如果调节两极板间的电压U,可使这两个力达到平衡，这时UmgqEq,, （4.8-1 ）d从式（4.8-1 ）可见，为了测出油滴所带电量q,除了需测定平衡电压U和极板间距离d外，还需要测量油滴的质量m因为m很小，需要用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气粘滞阻力的作用，下降一定距离达到某一速度v后，阻力与重力mg平衡，如图4.8-3所示（空气浮力忽略不计），fgr 油滴将匀速下降。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时favmg,,6,, （4.8-2） vgg 式中，a是空气的粘滞系数；是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴,mg总是呈小球状）。

设油的密度为，油滴的质量可以用下式表示，143 （4.8-3） ma 图4.8-3 ,,,3由式（ 4.8-2 ）和式（ 4.8-3 ）得到油滴的半径9,vga, （4.8-4 ）2,g,6对于半径小到m的小球，空气的粘滞系数应作如下修正10,,,,b ，1pa式中，为修正常数，为大气压强，单位用Pa。

密立根油滴实验电子电荷的测量密立根 (Robert Andrews Millikan，1868～1953，美国物理学家) 于1907年开始，经历7年时间，用油滴法直接证实了“电”的不连续性，并用实验的方法直接测量了电子的电荷量，这就是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展史中具有重要意义的实验。

因对基本电荷和光电效应的工作，密立根荣获1932年度诺贝尔物理学奖。

1．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，并测定电子的电荷e。

2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。

用油滴法测量电子的电荷，需要测量油滴的带电量q，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法测q，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

测量方法分析如下：一．静态（平衡）测量法。

用喷雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极qE板之间。

油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。

设油滴Vd的质量为m，所带的电荷为q，两块极板间的电压为U，则mg油滴在平行极板间将同时受到重力mg和静电力qE的作用。

图 4.8-2 如图（4.8-2）所示。

如果调节两极板间的电压U，可使这两个力达到平衡，这时UmgqEq,, （4.8-1） d从式（4.8-1）可见，为了测出油滴所带电量q，除了需测定平衡电压U和极板间距离d外，还需要测量油滴的质量m。

因为m很小，需要用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气粘滞阻力的作用，下降一定距离达到某一速度v后，阻力与重力mg平衡，如图4.8-3所示（空气浮力忽略不计），fgr油滴将匀速下降。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时favmg,,6,, (4.8-2) vgg式中，a是空气的粘滞系数；是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴,mg总是呈小球状）。

设油的密度为，油滴的质量可以用下式表示 ,143 (4.8-3) ma图 4.8-3 ,,,3由式（4.8-2）和式（4.8-3）得到油滴的半径9,vga, （4.8-4） 2,g,6对于半径小到m的小球，空气的粘滞系数应作如下修正 10,, ,,b，1pa式中，为修正常数，为大气压强，单位用Pa。

密立根油滴实验原理
密立根油滴实验是用来测量电子电荷量的经典实验。

实验中，通过将涂有油滴的小枪峰放置在电动场和重力场中的静电平衡位置来确定电子电荷量。

在实验开始时，油滴被喷射入空气中，并逐渐在重力的作用下下坠。

然后，通过调节电动场的电压，使得油滴受到向上的电场力，直到达到静电平衡。

在这个平衡状态下，油滴向上受到的电场力与向下受到的重力相等。

根据经典物理学的原理，电场力和引力满足以下关系：
F电 = F重力
qE = mg
其中，q是油滴所带电荷的大小，E是电场强度，m是油滴的
质量，g是重力加速度。

由此可以解出油滴的电荷量q。

为了精确测量电子电荷的大小，实验还需要考虑到油滴的质量和粒径。

通过观察油滴的运动，可以得到它的质量m，进而
计算出电荷量q。

通过重复实验，可以得到多个油滴的电荷量，并计算出平均值，从而获得较准确的电子电荷。

密立根油滴实验的原理基于平衡力的概念，利用电场力和重力的平衡关系来测量电子电荷的大小。

通过进行精确测量和统计分析，可以得到电子电荷量的准确数值。

密立根油滴实验测电子电荷Millikan滴油实验是物理学家爱德华·米利坎（Robert Andrews Millikan）的一个研究贡献，用于精确测量电子的电荷大小。

米利坎认为布洛赫原子假说是基础，并且试图用物理实验来测量电子电荷，证明它仅由一个有限的电量构成。

米利坎滴油实验的原理是：用可调电压（即蕞合器）将一种石油微滴悬挂在真空偏光室（或塔式结构）中，当蕞合电压来回变化时，这个悬挂的微滴会浮在空气中。

根据布洛赫定律，由于空气的摩擦力，每一个微滴上的电子的电荷量是固定的，所以当电压足够足够小，微滴会在一定的高度上固定不动，这样可以精准地测得该微滴所含的电子电荷的大小。

这个实验的结果最终支持了电子只有电荷基本单位的概念，并且提示出它的大小是1.602 × 10 ^-19千克书。

米利坎油滴实验要求使用一种可以悬挂在空气中的标准油滴，油滴中的少量电子在电场中得以受控，运行一个由多个测量设备组成的装置。

电场可以通过改变外加的电压来实现，其中的电压是由调变器产生的，然后调节电压，来调控石油微滴的浮力。

当石油微滴越移动越低时，电子电荷就越弱，而当石油微滴上升时，电子电荷就加强，最终在一定的高度上处于稳定状态，代表着电子电荷的大小。

此外，根据机械学说，可以进一步确定石油微滴上电子的粒子质量和电子电荷的大小。

虽然米利坎滴油实验给物理学界带来了一些明确的结果，但也存在一些局限性，比如空气的摩擦力影响了实验的准确性，而且必须满足一定的条件，才能获得准确的结果。

此外，石油微滴的大小也是不一样的，这也会影响实验的结果。

但即使有这些缺点，Millikan滴油实验仍然是许多物理实验中常用的一种实验方法。

密立根油滴法测定电子电荷实验报告密立根油滴法测定电子电荷实验报告引言：密立根油滴法是一种重要的物理实验方法，用于测定电子电荷的大小。

本实验旨在通过密立根油滴法，探究电子电荷的本质和数值，并了解该实验方法的原理和步骤。

一、实验原理密立根油滴法是根据油滴在电场中受到电力平衡的原理，通过测量油滴的运动参数，计算出电子电荷的大小。

实验中使用的仪器主要有油滴室、显微镜、电源和气雾发生器。

二、实验步骤1. 实验前准备：将油滴室清洗干净，并保持干燥。

调整显微镜，使其对焦清晰。

连接电源和气雾发生器，确保电源电压和气雾发生器的操作正常。

2. 滴油滴：使用滴管从油滴瓶中取出一滴油滴，轻轻滴在油滴室的孔口处。

3. 施加电场：调节电源电压，使油滴在电场中受到向上的电力。

观察油滴的运动情况，如果油滴向上运动，则减小电压；如果油滴向下运动，则增加电压。

直到油滴保持在一个稳定的位置，不上不下。

4. 记录数据：使用显微镜观察油滴的运动，并记录下油滴的直径、升降时间和电压大小。

5. 重复实验：重复上述步骤，取多个油滴的数据，以提高实验的准确性。

6. 数据处理：根据油滴的直径、升降时间和电压大小，利用公式计算出电子电荷的大小。

三、实验结果与分析通过多次实验得到的数据，计算出电子电荷的平均值为1.6×10^-19库仑。

这个数值与已知的电子电荷的数值非常接近，验证了密立根油滴法的准确性和可靠性。

实验中可能存在的误差主要来自于油滴的不规则形状和电场的非均匀性。

为了减小误差，我们可以增加实验次数，取更多的数据进行平均，同时注意调整电场的均匀性。

四、实验应用密立根油滴法不仅可以用于测定电子电荷的大小，还可以用于研究其他微小粒子的性质。

例如，通过测定金粒的电荷大小，可以研究金的微观结构和性质。

此外，密立根油滴法还可以用于测定空气中微粒的电荷，从而研究大气污染和环境保护等问题。

结论：通过密立根油滴法的实验，我们成功测定了电子电荷的大小，并验证了该实验方法的准确性和可靠性。

密立根油滴实验测电子电荷密立根 (Bobert Andrew Millikan)，美国物理学家，因测出电子电荷及其他方面的贡献获得1923年的诺贝尔物理学奖。

该实验清楚地证明了电荷的颗粒性,并确定了最小单位电荷的量值。

【实验目的】1.观察带电油滴在电场中的运动；2.确定电荷的最小值。

【实验重点】1.平衡法测量电子电荷的原理；2.寻找合适油滴的方法；3.熟练控制油滴的运动【平衡法原理】.库仑力与重力平衡设油滴的质量为m ，所带的电荷为q ，两极板间的电压为V ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用。

如图1所示。

若某一电荷恰好在电压V 下达到平衡，即力与重力平衡：V/mgd qdV qqE mg =⇒==图1 库仑力与重力平衡 图2 空气阻（2）.空气阻力与重力平衡让两平行极板短路（也就是让电压为0），油滴受重力作用而下降，下降一段距离达到某一速度g v后，阻力r f 与重力mg 平衡，如图2所示。

根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时：mgv a f g r ==ηπ6式中η是空气的粘滞系数，a 是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状）。

设油滴匀速下降的距离为l ，时间为t g ，则：gg t l v =从这两种平衡，我们可以得到油滴所带电量的测量公式：Vd )l gt p b (t l g q g g23231218⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡ηρ+ηρπ=式中，V 为油滴处于平衡状态时的平衡电压，可从油滴仪的电压表上直接读出；油滴匀速下降距离l 所用的时间t g ，也可从油滴仪上的秒表测定；l d b p g ,,,,,,ηρ都是与实验条件和仪器有关的或设定的参数。

二、实验仪器示意图：ZKY-MLG-5型密立根油滴仪、监视器、喷雾器三、实验测量：所用仪器为智能型，自动给出油滴所带电量，因此我们只需要记录几个关键的数值就可以。

三、实验步骤A.准备实验1.调整仪器：调节仪器底部两只调平螺丝，使水准仪气泡处于中央位置。

用密立根油滴实验测电子电荷e一、. 实验目的本实验的目的是验证电荷的不连续性以及测量基本电荷电量，了解ＣＣＤ传感器、光学系统成像原理及视频信号处理技术的工程应用等，并训练学生做物理实验应具有的严谨态度和坚忍不拔的科学精神。

二、实验原理密立根油滴实验测定电子电荷的基本设计思想是使带电油滴在测量范围内处于受力平衡状态。

按运动方式分类，油滴法测电子电荷分为动态测量法和平衡测量法。

我们选用平衡测量法。

230232121311)1(1)()(29⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=pr bt U g s d q f ρρηπ（１２）21210)(29⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=f t g s r ρρη 三、实验内容：1、开启电源，检查、修改初始数据，并将工作状态按键切换至工作状态，红色指示灯点亮，将平衡、提升按键置于平衡状态。

2、用喷雾器向喷雾杯中喷入油雾，此时监视器上出现大量油滴。

调节调焦旋钮，选取适当的油滴，仔细调整平衡电压，使其平衡在某一起始格线上。

3、将工作状态按键切换至0V 状态，此时油滴开始下落，同时计时器启动，开始记录油滴的下落时间。

4、当油滴下落至预定格线时，快速地将工作状态按键切换至工作状态，油滴将立即停止。

此时可以通过确认按键将测量结果记录在屏幕上。

5、将平衡、提升按键置于提升状态，油滴将被向上提升，当回到略高于起始位置时，使其靠近起始位置。

6、重新调整平衡电压，重复以上三步，并将数据记录到屏幕上。

（平衡电压V 及下落时间t ）7、数据处理平衡法依据的公式见实验原理。

注：①由于油的密度远远大于空气的密度，即ρ1>>ρ2，因此ρ2相对于ρ1 来讲可忽略不计（当然也可代入计算）。

②准状况指大气压强P ＝101325Pa ，温度t=20℃，相对温度Φ＝50%的空气状态。

实际大气压强可由气压表读出。

计算出各油滴的电荷后，求它们的最大公约数，即为基本电荷e值（需要足够的数据统计量）。