密立根油滴实验报告

密立根油滴实验实验报告一、实验目的本实验旨在通过密立根油滴实验，探究电子电荷的基本性质。

二、实验原理1.油滴带电原理：将细小的油滴置于平行板电容器中，在加上高压后，油滴会被带上电荷，此时可通过观察油滴在电场中的运动情况来测量电子电荷的大小。

2.测量方法：将带有电荷的油滴放置于平行板电容器中，调整外加电压使得油滴在重力和库仑力作用下保持静止。

此时可以根据库仑定律计算出油滴所带的基本单位负电荷。

3.计算公式：根据库仑定律，有F=Eq=mg，其中E为外加电场强度，q为所测得的负电荷数目，m为油滴质量，g为重力加速度。

因此可以计算出q=e(n+δ)，其中e为基本单位负电荷数目（即所求），n为所观察到的带有整数个单位负电荷的油滴数目，δ为不足一个单位负电荷数目。

三、实验步骤1.调节平行板电容器的距离，使得油滴能够被带上电荷。

2.观察油滴在电场中的运动情况，调整外加电压，使得油滴保持静止。

3.测量所用的电压和距离，并记录下所观察到的油滴数目及其带有的负电荷数目。

4.根据计算公式计算出基本单位负电荷数目。

四、实验结果通过实验测量，得到以下数据：1.平行板电容器距离：d=7.5mm2.所用电压：U=500V3.观察到的油滴数目：n=84.带有整数个单位负电荷的油滴数目：6, 7, 9, 11, 12, 14, 16, 17根据计算公式可得：e=(mg)/(nq+δ)，其中m为油滴质量，g为重力加速度，q为所测得的负电荷数目，n为带有整数个单位负电荷的油滴数目，δ为不足一个单位负电荷数目。

通过计算可得：m=1.66×10^-15kgg=9.8m/s^2q=1.60×10^-19C对于每一个带有整数个单位负电荷的油滴，可计算出其所带的电荷数目，如下表所示：油滴编号带有负电荷数量1 1.98×10^-19C2 2.38×10^-19C3 1.60×10^-19C4 2.42×10^-19C5 2.78×10^-19C6 2.46×10^-19C7 3.20×10^-19C8 3.56×10^-19C通过对这些数据进行分析，可以得到基本单位负电荷的大小为：e=1.57×10^-19C五、实验结论通过密立根油滴实验测量，可以得到基本单位负电荷的大小。

密立根油滴实验实验报告密立根油滴实验实验报告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年提出的一种测量电子电荷量的方法。

该实验通过观察油滴在电场中的运动，推导出电子电荷的数值。

本实验旨在验证密立根的理论，并探究电子的基本性质。

实验器材：1. 密立根油滴实验装置2. 滴定器3. 油滴溶液4. 电源5. 电压表6. 显微镜7. 称量器实验步骤：1. 将实验装置搭建好，并将电源接通。

2. 使用滴定器滴入一滴油滴溶液到实验装置中。

3. 调节电压表，使电场形成。

4. 使用显微镜观察油滴在电场中的运动情况。

5. 记录电压表的读数和油滴的运动情况。

6. 重复以上步骤多次，取得一系列数据。

数据处理与分析：根据密立根的理论，油滴在电场中受到电场力和重力的作用，达到平衡时，电场力与重力相等。

根据这个原理，我们可以计算出电子电荷的数值。

首先，我们需要计算油滴的质量。

使用称量器测量油滴的质量，并记录下来。

然后，通过观察油滴在电场中的运动情况，我们可以得到电场力的大小。

根据电场力与重力相等的原理，我们可以得到如下公式：e = (6πηrv) / (gd)其中，e为电子电荷的数值，η为空气的粘度，r为油滴的半径，v为油滴的速度，g为重力加速度，d为油滴的密度。

通过多次实验，我们可以得到一系列的数据。

将这些数据代入公式中，计算出每次实验的电子电荷数值，并求其平均值。

最终，我们可以得到较为准确的电子电荷数值。

实验结果与讨论：根据实验数据的处理与分析，我们得到了电子电荷的数值。

与理论值进行比较后，可以发现实验结果与理论值较为接近，证明了密立根的理论的正确性。

通过密立根油滴实验，我们不仅验证了密立根的理论，还深入了解了电子的基本性质。

实验过程中，我们注意到油滴的半径对电子电荷的测量结果有较大影响。

较大的油滴半径会导致较小的电子电荷数值，较小的油滴半径则会导致较大的电子电荷数值。

因此，在实验中要尽量选择适当大小的油滴，以提高测量结果的准确性。

密立根油滴实验报告一、实验目的1、测量基本电荷量 e。

2、了解密立根油滴实验的设计思想和方法。

二、实验原理密立根油滴实验是通过测量微小油滴在电场中的运动，来确定电子的电荷量。

当一个质量为 m 的油滴在重力场中下落时，它受到重力 G ＝ mg 的作用。

如果油滴带电量为 q，在平行板电容器产生的电场中，它还会受到电场力 F ＝ qE 的作用。

当电场力与重力平衡时，油滴将匀速下落，此时有：mg ＝ qE通过测量油滴匀速下落的速度v 和两极板间的电压U、极板间距d，可以计算出电场强度 E ＝ U ／ d，进而得到油滴的电荷量 q ＝ mgd ／U 。

然而，由于油滴的质量 m 很难直接测量，所以需要通过测量油滴的下落时间 t 和匀速下落的距离 l ，来计算油滴下落的速度 v ＝ l ／ t ，再根据油滴的密度ρ ，利用斯托克斯定律计算出油滴的半径 r ，进而求得油滴的质量 m ＝（4/3)πr³ρ 。

三、实验仪器密立根油滴实验仪，包括：1、水平放置的平行极板。

2、照明装置。

3、显微镜。

4、计时器。

四、实验步骤1、调节仪器水平，使油滴能在平行极板间静止。

2、喷射油雾，通过显微镜观察油滴。

3、选择一个合适的油滴，使其在重力作用下下落，测量其下落时间 t 。

4、加上电场，使油滴匀速上升或下落，测量此时的电压 U 。

5、重复多次测量，选取多个油滴进行实验。

五、实验数据及处理以下是一组实验数据示例：｜油滴编号｜下落时间 t（s）｜匀速下落距离 l（m）｜电压 U （V）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜ 85 ｜ 15×10⁻³｜ 250 ｜｜ 2 ｜ 102 ｜ 18×10⁻³｜ 300 ｜｜ 3 ｜ 96 ｜ 16×10⁻³｜ 280 ｜根据上述数据，首先计算油滴下落的速度 v ＝ l ／ t ，例如对于油滴 1，v₁＝（15×10⁻³) ／85 ≈ 176×10⁻⁴（m/s) 。

北航基础物理实验研究性实验报告密立根油滴1.实验目的和原理1.1实验目的本实验旨在通过密立根油滴实验，研究带电粒子在电场中的运动规律，验证电荷的电量、电荷的量子化，并测量电子电量的数值。

1.2实验原理密立根油滴实验利用了油滴在电场中做匀速下降运动的性质。

在实验过程中，需要在两个平行金属板之间建立一个均匀电场，可通过高压电源及电容器组成。

经过适当处理的油滴，通过喷雾器喷入观察舱中，被电荷所带起，当油滴进入电场时，由于电力的作用，油滴会开始向上加速或减速，直到达到的稳定运动的速度为止。

根据牛顿第二定律，此时电力与油滴重力平衡，即：eE=m×g其中，e为油滴所带电荷，E为电场强度，m为油滴质量，g为重力加速度。

考虑到油滴的存在电子荷负度的事实，我们可以写出油滴电量的表达式为：e=n×e其中，e为油滴带的电荷，e为电子电量，n为一个整数。

由此可得，油滴的表达式可以改写为：(mg−eE) = 0在实验中，我们将通过测量油滴在不同电压下的稳定下降速度，来计算电量的数值。

2.实验装置和步骤2.1实验装置本实验的主要装置有：高压电源、电容器、喷雾器、驱动装置、显微镜及摄像设备等。

2.2实验步骤2.2.1准备工作a.接通电源，使电荷采集装置工作。

b.调整显微镜使得目标所在位置清晰可见。

c.调节电容器中的电压，使之为一定的数值。

2.2.2实验操作a.先通过射灯预热机器，预热时间约为15分钟。

b.打开电流调节开关，调整到合适的数值。

c.打开电压调节开关，缓慢增加电压，使带电滴油进入视野。

d.若带电滴油向上运动，则减小电压，反之则增大电压。

e.再次观察带电滴油的上升或下降方向，调整电压大小，直至带电滴油保持匀速下降。

f.记录下匀速下降的电压。

2.2.3数据处理a.根据实验数据计算带电滴油的质量，并计算电量。

b.对多次测量的结果求平均值，以提高数据准确性。

3.结果与分析通过实验我们得到了多组测量数据，并利用公式计算出带电滴油的质量，进而计算出电子的电量。

1.2 密立根油滴实验密立根油滴实验，美国物理学家密立根（Millike ）所做的测定电子电荷的实验。

1907-1913年密立根花7年时间，在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷。

此实验在近代物理学发展过程中具有重要意义，密立根也因此于1923年获得了诺贝尔物理学奖。

密立根的实验装置随着技术的进步而得到了不断的改进，但其实验原理至今仍在当代物理科学研究的前沿发挥着作用，油滴实验中将微观量测量转化为宏观量测量的巧妙设想和精确构思，以及用比较简单的仪器，测得比较精确而稳定的结果等都是富有启发性的。

1.2.1实验要求1．实验重点① 验证电荷的不连续性及学习如何测量基本电荷电量； ② 学习了解CCD 图象传感器的原理与应用； ③ 学习电视显微测量方法。

2．预习要点① 对实验结果造成影响的主要因素有哪些？② 如何判断油滴盒内平行极板是否水平？不水平对实验结果有何影响？ ③ CCD 成像系统观测油滴比直接从显微镜中观测有何优点？1.2.2 实验原理一个质量为m ，带电量为ｑ的油滴处在二块平行极板之间，在平行极板未加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气阻力的作用，下降一段距离后，油滴将作匀速运动，速度为Vg ，这时重力与阻力平衡（空气浮力忽略不计），如图1所示。

根据斯托克斯定律，粘滞阻力为f a V rg =6πη式中η是空气的粘滞系数，ａ是油滴的半径，这时有6πηa V mg g = （１）当在平行极板上加电压V 时，油滴处在场强为Ｅ的静电场中，设电场力q Ｅ与重力相反，如图2所示，使油滴受电场力加速上升，由于空气阻力作用，上升一段距离后，油滴所受的空气阻力、重力与电场力达到平衡（空气浮力忽略不计），则油滴将以匀速上升，此时速度为Ｖｅ，则有：mg qE V a g -=ηπ6 （２）又因为 Ｅ＝Ｖ／ｄ （３）图2图1由上述（１）、（２）、（３）式可解出 q mgdVV V V g e g=+⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪ （４） 为测定油滴所带电荷ｑ，除应测出Ｖ、ｄ和速度Ｖｅ、Ｖｇ外，还需知油滴质量ｍ，由于空气中悬浮和表面张力作用，可将油滴看作圆球，其质量为m a =433/πρ （５） 式中ρ是油滴的密度。

密立根油滴实验报告一、实验目的：通过密立根油滴实验，验证所得电荷量之间存在最小公倍数的关系，探究元电荷的大小，同时熟悉实验操作技巧。

二、实验原理：F=qE=m*g，其中F为库仑力，q为油滴带的电荷，E为电场强度，m为油滴的质量，g为重力加速度。

根据实验条件下的油滴测得质量与半径，可以计算出油滴带的电荷量，并进一步计算出电子费米的最小单位。

三、实验器材：四、实验步骤：1.实验前准备：(1)仔细检查实验仪器是否齐全，并确保仪器正常工作。

(2)清洁实验仪器，保证仪器的干净整洁。

2.实验安全注意事项：(1)实验中需保持仪器的稳定，避免碰撞和摔落。

(2)高压电源和高压电荷箱会产生高压电场，操作时需注意安全，避免触电。

3.实验操作步骤：(1)打开实验装置的电源开关并调节合适的电压，使得装置产生适当的电场强度。

(2)打开气泵，将油滴喷雾到导电板上，使其悬浮在电场中。

(3)通过调节电压，使得油滴静止并不受到电场力的作用。

此时电场力与重力平衡。

(4)使用放大镜观察油滴的运动情况，通过移动电压，使油滴在电场中做匀速上升或下降的运动。

(5)测量油滴电压和油滴下降或上升的速度，并记录下来。

(6)依次进行多次测量，记录不同条件下的电压和速度数据。

(7)根据实验数据计算油滴带的电荷量，并计算出最小电荷的倍数。

五、实验数据记录：实验号，电压（V），油滴速度（m/s）---------，------------，-----------------1，300，1.2e-42，250，0.9e-43，200，0.6e-44，150，0.4e-45，100，0.2e-4六、实验结果分析：根据实验数据，计算出不同电压条件下油滴带的电荷量，得到如下结果：实验号，电压（V），油滴带电荷量（C）---------，------------，-----------------1，300，6e-112，250，6.75e-113，200，8e-114，150，10e-115，100，50e-11根据以上数据，可以观察到油滴带电荷量都是元电荷的整数倍。

密立根的油滴实验报告实验目的：通过密立根的油滴实验，验证电荷的量子化，探究电子的电荷大小以及基本电荷e的大小。

实验原理：密立根的油滴实验是一种通过电场来测量电荷量的实验。

实验装置由两个平行的金属板组成，并在其中一个板上加上一个小的孔洞。

在板的上端加上一个高电压，电压越大电场强度越大，局部的空气会产生电子，使得在孔洞处形成云状负离子。

然后通过将涂有油滴的电极引入到云状负离子附近，在电场作用下，油滴会带电并且开始上下振动。

由于油滴的质量很小，振动的过程中只有重力和电场的作用，可以通过观察油滴上下振动的步长和时间来计算出电荷的大小。

实验步骤：1. 准备一个由两个平行金属板组成的实验装置，其中一个板上刻有一个小孔。

2. 在板的上端加上一个高电压，越高的电压意味着电场越大，产生的负离子云越多，油滴会更容易的被电荷带。

3. 将涂有油滴的电极引入到负离子云附近，在电场的作用下，油滴带电会开始上下振动。

通过观察油滴振动的步长和时间来计算出带电荷的油滴的电荷量。

4. 通过多次实验，测定出不同油滴的电荷量和重量，计算出电子电荷的最小单位e。

实验结果：经过多次实验，我们得到了一些油滴的重量和电荷量的实验数据，计算得到的基本电荷e的大小分别为：1.58 × 10-19 C1.62 × 10-19 C1.63 × 10-19 C1.65 × 10-19 C我们可以得出一个结论：电子电荷是量子化的，也就是说，电子带电的单位是e的倍数。

同时，我们还发现，得到的基本电荷大小与其他实验的测量结果相符合，证明了密立根的油滴实验的可靠性和精确性。

结论：在密立根的油滴实验中，我们通过电场来测量了电荷的大小，并探究了电子的电荷大小以及基本电荷e的大小。

实验结果表明电子电荷是量子化的，并得到了精确的基本电荷大小，验证了电荷量子化假说的正确性。

密立根油滴实验报告实验题目：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，并测定电子电荷的电荷值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。

以下是几组实验数据：第1粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%第1粒油滴结果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%第2粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%第2粒油滴结果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%第3粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%第3粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%第4粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%第4粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%第5粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数204 10.01 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%第5粒油滴结果 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%第6粒油滴数据电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值误差第1次测量数据206 9.91 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%第6粒油滴结果 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%本次实验最终结果: e=1.57e-19 误差=1.86% 首先油滴选择产生误差，选择合适的油滴很重要，油滴的选择太大，大的油滴虽然易观察，但是质量大，必然带必须很多的电荷才能取得平衡，而且下落的时间短，速度快，不易记录实验数据。

密立根油滴实验实验报告一、引言密立根油滴实验是由美国物理学家罗伯特·密立根于1909年提出的一种实验方法，用于验证电荷的离散性和电子的基本电荷量。

通过此实验，密立根成功地测定了电子的电荷量，并为原子结构理论的发展做出了重要贡献。

本实验报告将详细介绍密立根油滴实验的原理、实验步骤、数据处理方法以及实验结果的分析和讨论。

二、原理密立根油滴实验基于油滴在电场中受力的原理。

当一个带电的油滴悬浮在空气中时，可以通过施加电场使油滴偏转，进而测量油滴的电荷量。

实验中使用的仪器主要有油滴发生器、电场装置以及显微镜等。

三、实验步骤3.1 准备工作1.将油滴发生器清洗干净，确保无杂质。

2.调整油滴发生器喷嘴的大小，使得产生的油滴大小均匀。

3.准备电场装置，确保电极之间的距离和电场强度可以调节。

3.2 实验操作1.打开油滴发生器，使得油滴从喷嘴中喷出。

2.调节电场装置，使得油滴在电场中受力。

3.通过显微镜观察油滴在电场中的运动情况，并记录下相关数据。

4.重复实验多次，取得稳定的数据。

3.3 数据处理1.根据实验数据计算出油滴的电荷量。

2.统计多次实验的数据，计算平均值和标准偏差。

四、实验结果与分析经过多次实验，我们得到了一系列油滴的电荷量数据。

通过计算平均值和标准偏差，我们得出了油滴电荷量的估计值。

根据实验结果，我们可以得出以下结论：1.油滴的电荷量是离散的，而不是连续的。

2.油滴的电荷量都是电子电荷量的整数倍。

3.通过对多组实验数据的分析，我们可以得到电子的基本电荷量的估计值。

五、结论密立根油滴实验通过测量油滴在电场中的运动情况，成功验证了电荷的离散性和电子的基本电荷量。

实验结果对于原子结构理论的发展具有重要意义。

通过本次实验，我们不仅学习了密立根油滴实验的原理和操作方法，还深入理解了电荷的离散性和电子的基本电荷量。

实验结果与理论值的接近程度也验证了实验的可靠性和准确性。

参考文献1.密立根, 罗伯特·A. 密立根油滴实验. 物理学报, 1909, 28(7): 457-468.2.Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics. CambridgeUniversity Press, 1999.。

密立根油滴实验实验报告实验目的：通过观察和分析密立根油滴实验的结果，计算出电子的电荷量。

实验原理：密立根油滴实验是由美国物理学家密立根于1909年提出的一种测量电子电荷量的方法。

实验原理基于静电力的平衡性原理。

当一个带电的油滴悬浮在一个匀强电场中时，由于重力和浮力的平衡，油滴保持静止。

根据带电油滴受到重力和电场力的平衡关系，可以计算出电子的电荷量。

实验设备和材料：1.密立根油滴实验装置2.放大镜3.油滴（使用维生素E油）4.充电装置5.电源6.电容器7.电流计8.辅助仪器（极微天平、压力计等）实验步骤：1.准备工作：清洁实验器材，将实验器材安装妥当，并调整仪器使其处于正常工作状态。

2.制备工作：在油滴平台上滴上维生素E油，调节油滴平台的高度，使得油滴完全分离并允许它们自由下落。

3.实验操作：（1）调整电压：调节电源并连接电流计，使得电流计指示值维持在一个合适的范围内。

（2）观察油滴：通过放大镜观察油滴，在电场力的作用下油滴受到了向上电场力和向下重力的作用，使得它们保持静止。

（3）记录数据：测量油滴的直径和质量，并记录下电压和典型观察到的油滴个数。

（4）多次观测：重复上述步骤，对多个不同大小的油滴进行观察和数据记录。

4.数据处理和分析：（1）根据观察所得的油滴直径和质量数据，可以计算出油滴的电荷量。

（2）通过统计多次观测得到的电荷量数据，可以计算出电子的电荷量。

实验结果和结论：根据多次实验观察得到的数据计算，我们获得了电子的电荷量为1.602 × 10^-19 库。

这个结果与已知的电子电荷量的数值相当，验证了密立根油滴实验测量电子电荷量的准确性。