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内容包含：实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验预习中的问题探讨
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：
1. 静态（平衡）测量法
用喷雾器将油滴喷入两块相距为d 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 ，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：
d
V
q
qE 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。

此时有：
mg v a f g r ==ηπ6 (2)
其中η是空气的粘滞系数，是a 油滴的半径。

经过变换及修正，可得斯托克斯定律：
pa
b v a f g
r +
=
16ηπ (3) 其中b 是修正常数， b=6.17×10-6m ·cmHg,p 为大气压强，单位为厘米汞高。

至于油滴匀速下降的速度g v ，可用下法测出：当两极板间的电压V 为零时,设油滴匀速下降的距离为l ，时间为t ，则
g
g t l
v =
(4) 最后得到理论公式：
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V d pa b t l
g q g 2
3)1(218⎥⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢⎣⎡+=
ηρπ (5) 2. 动态（非平衡）测量法
非平衡测量法则是在平行极板上加以适当的电压V ，但并不调节V 使静电力和重力达到平衡，而是使油滴受静电力作用加速上升。

由于空气阻力的作用，上升一段距离达到某一速度υ 后，空气阻力、重力与静电力达
到平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。

这时：
mg d
V
q
v a e -=ηπ6 （6） 当去掉平行极板上所加的电压V 后，油滴受重力作用而加速下降。

当
空气阻力和重力平衡时，油滴将以匀速υ 下降，这时：
mg v g =πη6 （7）
化简，并把平衡法中油滴的质量代入，得理论公式：
2
12
31111218⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎥⎥
⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=e e e t t t v d pa b l g q ηρπ （8）
注意事项：
实验前必须调节仪器底座上的三只调平手轮，使水准泡指示水平。

喷雾时喷雾器应竖拿，喷雾器对准油雾室的喷雾口，轻轻喷入少少油即可，切勿将喷雾器插入油雾室，甚至将油倒出来，更不应该将油雾室拿掉后对准上电极板落油小孔喷油。

否则会把油滴盒周围搞脏，甚至把落油孔堵塞。

实验中，由于油滴盒上下电极间有高压产生，请不要将油雾杯取下来，以防触电。

思考讨论：
1.本实验的巧妙构思在哪里？
2.实验中如何保证油滴做匀速运动：。