当前位置:
文档之家› (完整word版)密立根油滴实验
(完整word版)密立根油滴实验
(1)如用动态法,可仿上面练习进行,测了若干次Tg、Te后,应该用射线改变它的电荷量继续测量.如果不能改变它的电量,可以重新喷雾寻找别的油滴测量.为了更好验证电荷的颗粒性,显然应选电量有小有大但又不太大的各种油滴测量,这就是前面说的要有目的挑选油滴.不要忘了测量前后应读下电压V、气压P、室温T .
(2)如用平衡法,同样应改变它的电量或挑选别的油滴继续测量.同样应有目的地挑选油滴,注意记下P、T.
直流高压稳压电源会同外部接线,既可以调节板间电压的大小,又可以使二板短接,从而使板间场强一定为0.有的还可以改变二板极性,从而对带正电的油滴也能方便地测量.显微镜内至少应有二根水平的叉丝,物镜的焦距较长,焦深也就较大,避免油滴微微有一点前后位移就看不清楚。
【实验步骤】
注意:实验时应安全用电和安全使用射线装置.
2.练习控制油滴和测量
为了测量不致于手忙脚乱而中途失败,先要进行练习:
(1)接通油滴仪电源.
(2)练习控制油滴.喷人少量油雾后,关闭小孔进行观察,利用手动或脚踏开关,一会儿加上电压,一会儿又撤去电压,从中选择一个视上升和视下降速度都适中的油滴进行练习.由加上或撤去电压的操作,做到让该油滴在二叉丝间,要它下就下,要它上就上,做到得心应手才好.注意不要让油滴离开二叉丝的外侧太远,不然就会粘到板上而消失.
图1.3.2是油滴仪的剖面示意图,二块表面光滑的金属圆盘(4和6),用一厚度均匀的绝缘垫圈垫开成空气平行板电容器.在垫圈圆周的适当位置,分别开有照明窗口(5)和观测窗口(7)以及射线进入窗口等.照明窗口供外部照明灯光进人以照亮电容器内部的空间.观测窗口供显微镜观测板间油滴的运动.射线进人窗口供X射线、紫外线之类的射线进人,使电容器内的少量空气电离,以便改变油滴所带的电量.有的仪器在垫圈边沿放置了放射源,拨开挡片就可以让射线辐照板间空气.电容器的上板(4)中心钻有小孔,上板的上方有二块金属板,一块固定不动,一块可以滑动,中心也钻有小孔(2),推拉滑动板(10),可使二板的小孔对齐或错开,这样既能让油滴便于进人电容器内,又能使电容器内的空气同外部空气隔开,避免外部空气的流动引起电容器内的空气也流动,破坏前面讨论的油滴简单受力产生的有规则运动.为了更好地防风,电容器放置在防风罩(3)之内.防风罩上侧开有喷油口(9),油雾从喷口喷人油雾室(l)后,通过小孔(2)就可以进人电容器内.防风罩固定在底座(11)上,底座下有水平调节螺旋,可以调节它使电容器处于水平状态。
(7)调好后观察到仪器内的现象.用喷雾器从喷油口向内急速喷人少量油雾(不要连续几下大量喷雾,不然小孔会被油堵塞)并及时从显微镜中观察,可看到:刚喷雾时,因大量油滴对光的散射,板间亮度明显增大;几秒钟后,因大部分油滴已落去,板间散射光的油滴减少,板间变暗,这时看到的二板空间,很像是点点繁星的夜空,但和夜空又有不同,因油滴在下落,显微镜成的是倒像,看到的“星星”在不断向上移动,特别注意“星星”是在动的.这说明油滴仪已调整良好.
(3)练习测量.能顺利控制油滴后就可练习测量.若用动态法,可先选一个较慢的油滴,一边控制住它,一边启动秒表,测量它通过那二根水平叉丝间的距离所用的时间Tg、Te ,注意:不必测完Tg立即就测Te,只要控制住它使它仍在你的视场之内就行,待你准备好了后再测行.你应该利用它做较慢的那种运动的期间去读表记录,以便回头还能再看到它并控制它.对它测了若干次后,最好停下来计算一下q,使你往后选择油滴更有目的.对较快的油滴也应练习一下.测量中如发现油滴逐渐变模糊,可用显微镜稍微调焦。
1.通过对带电油滴在重力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.通过实验对仪器的调整,油滴的选择耐心的跟踪和测量以及数据的处理等,培养严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。
【实验使用仪器与材料】
主要设备为油滴仪,其他设备有直流高压稳压电源、放射线装置、显微镜、照明灯、秒表、喷雾器等.
(5)仔细对显微镜调焦.推动滑板使它的小孔与电容器上板的小孔对齐,把比如细竹签之类的调焦针,从小孔中插到电容器内部,再一边从显微镜内观察,一边调节显微镜至窗口的距离,直到看清楚调焦针,根据针像二端的位置,调节显微镜的上下位置,使镜轴大致通过板间中心.
(6)仔细调节照明灯光.细调灯光俯仰,使针像上下一样亮,调节侧照程度,使针像边缘尽可能亮而背景尽可能暗,这对能否清楚看到油滴很重要.调好后拔出调焦针,盖上仪器顶盖.
若用平衡法,测了Tg之后加上电压,把油滴引导到镜尺中央附近后,再调节电压v,使油滴悬浮在镜尺某一位置几乎不动,记下Tg和V.然后撤去电压,再测气,再测v,重复若干次后就可停下来计算q。
3.正式测量
喷人油雾后,通过加V撤V,选择出一粒中意油滴.该油滴经几次受控上下运动,待其他油滴因不同步而消失后,就可对之测量.
广州大学学生实验报告
院(系)名称
班别
姓名
专业名称
学号
实验课程名称
实验项目名称
实验时间
实验地点
实验成绩
指导老师签名
内容包含:实验目的、实验使用仪器与材料、实验步骤、实验数据整理与归纳(数据、图表、计算等)、实验结果与分析、实验心得
【实验目的】
密立根因测出电子电量及其他方面的贡献,荣获1923年度诺贝尔物理奖.从他的成功过程可看出,在科学探索中,只要具备了基本条件,思想方法正确,百折不挠地干下去,认识就能不断深化,并能最终获得成功。本实验的目的,是通过亲自验证电荷的颗粒性,并在测定电子电量。的过程中,学习密立根的物理思想、实验技术和坚韧不拔的科研精神。
【实验数据整理与归纳(数据、图表、计算等)】
第一组数据:
电压V(伏)424418421421409
油滴仪的调整
(l)检查电路.检查接线正确后,接通电源让直流高压稳压器预热,但暂不跟电容器接通.
(2)调整电容器水平.拿下油滴仪顶盖(8),调节底座螺旋,使水准器显示电容器水平.
(3)粗调照明灯光.调节灯具使灯光从前侧照明窗口水平照向板间中心.
(4)粗调显微镜.调节显微镜使镜轴水平,并正对观测窗口,调节目镜使叉丝清楚,并使二根叉丝水平.