广东第二师范学院实验预习报告
院（系）名称 专业名称 实验课程名称 实验项目名称 物理系 物理教育 班 别
11 物理本四 B 班
姓名 学号 近代物理实验 密立根油滴实验
115506020
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，培养学生严肃认真 和一丝不苟的科学实验方法和态度。 实验原理： 1. 静态（平衡）测量法
6ave q
V mg d
（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：
6vg mg
化简，并把平衡法中油滴的质量代入，得理论公式：
（7）
2 1 18 l d 1 1 1 2 q t t t b v 2 g e e e 1 pa
3
1
vg
最后得到理论公式：
l tg

(4)
2 d 18 l q 2 g t (1 b ) V g pa
2. 动态（非平衡）测量法
3
(5)
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：
f r 6avg mg
(2)
其中 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：
fr
6av g b 1 pa
(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 vg ，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
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：
mg qE q
V d
(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 后，阻力 f r 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：
3
（8）
2
注意事项： 1. 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。 2. 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。 3. 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.