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1、近代物理实验论文篇一：近代物理实验论文 近代物理实验论文 题 目：密立根油滴实验论文 姓 名： 王林 专 业： 11物理本1 班 完成日期：2021年 12 月8 号 摘要：密立根油滴实验是以测量油滴的电量，并验证电荷的量子性。它证明了任何带电体所带的电荷都是某一对小电荷基本电荷的整倍数；并精确的测定了基本电荷的数值，为从实验上测定其他一些基本物理量提供了可能性。 关键词：油滴、电压、下落时间 引言：1897年，英国物理学家。约汤姆逊（JJThomson）通过对阴极射线的深入研究，用实验证明了阴极射线的本质是一种带点的粒子（即电子）。同年他又因测出电子的电荷与质量的比值，而获得1906年的若贝
2、尔物理学奖。 为了测定单个电子的电荷值，美国物理学家密立根于1907-1913年用电场合场中运动的带点油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷值就是电子电荷。正是由于在基本电荷的光电效应方面的研究，密立根获得了1923年的若贝尔物理学奖。 一、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. 通过实验时对仪器的调整、油滴的选择、跟踪、测量以及数据的处理等，培养一个人严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。 二、实验仪器 显微摄像油滴仪、油滴、喷雾器 三、实验原理 用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的水平放置的平行（电）极板之间。
3、油在喷射撕裂成油滴时，由于摩擦一般都是带电。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的作用如果调节极板间的电压V，可使该两力达到平衡时。 Vmg=qe=q（1-1）d 为了测定油滴所带电荷q，除应测出V和d外，还要测出油滴的质量m。因m很小，需用特殊方法来测定。 平行极板未加电压时，油滴受重力而加速下降，但由于空气助力的作用，下降一段距离达到某一速度v后，助力与重力平衡（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降，根据流体力学的斯托克斯定律 mg?fr?6?a?v（1-2） 式中?为空气的粘滞系数；a为油滴半径（由于表面张力的原因，油滴总是
4、呈小球状）。设油的密度为?，则油滴的质量 43 m?a?（1-3） 3 合并以上两式，得油滴的半径 a?9?v 2?g（1-4） ?610对于半径为m的小球，空气的粘滞系数赢作如下修正，即 ?b 1?pa? 这时斯托克斯定律为： 6?a?vfr?b 1?pa -6式中b为修正常数，b?6.17?10m.cmHg；p为大气压强，单位为 cmHg。因此， a?9?v.2?gh1b （1-5） 1?pa 上式根号中还包含油滴的半径a，但因它是处于修正项中，不需要十分精确，故它可用（1-4）计算。将（1-5）式代入（1-3）式，得 49?v1m?.3? （1-6） 32?g1?b pa 对于油滴匀速下
5、降的速度v，可用下法测出：当两极板间的电压V=0时，设油滴匀速下降的距离为了，时间为t，则 2l v?t 综合上述公式得: q?（1-7） 18? （1-8） 2?gt(1?b/pa)?l3 2 实验发现，对于同一油滴如果改变它所带的电量，则能够使油滴达到平衡的电压必须是某些特定的Vn值。研究这些电压变化的规律，可以发现，它们都满足下例方程 dq?ne?mgVn 式中n?1,?2,?3?，而e则是一个不变的值。 对于不同的油滴，可以发现有同样的规律，而且e值是共同的常熟，这就证明了电荷的不连续性，并存在着最小的电荷单位，即电子的电荷值e，从而得ne?18? 2?gt(1?b/pa?l.3 2d
6、 Vn（1-9） 四、实验步骤 1、仪器调节 （1）将将工作电压反向开关放置“0”位置， （2）将仪器放置平稳，调节仪器底部左右两只调节螺丝使水准泡显示水平，这时油滴处于水平状态。 （3）打开电源开关。从测量显微镜中观测转动目镜头使分划板刻度清晰。篇二：密立根油滴实验近代物理实验论文 近代物理实验论文 密立根油滴测电子电荷 学院：理学院 班级： 姓名： 学号： 密立根油滴测电子电荷 摘要：密立根油滴实验可以测量油滴的电量，并可验证电荷的量子 性，即任何带电体所带的电量都是基本的整数倍。OM98型油滴仪将 油滴喷入电容两块水平的平行电极板之间时，油滴经喷射后，一般都 是带电的。在不加电场的情况下
7、，小油滴受重力作用而下落，当重力 与空气的浮力（或者阻力）和粘滞阻力平衡时，它便匀速下降，或者 平衡在某一点，通过测量下降一定高度的时间从而计算得出油滴的带 电量。本实验难度较大，且存在不可避免的误差，测量物体带电量还 有其他方法这里不再赘述。 关键字：密立根油滴实验、显微摄像油滴仪（OM98型）、油滴 引言：密立根油滴实验，美国物理学家密立根所做的测定电子电荷 的实验。1907-1913年密立根用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。 一、实验目的 1、利用电视显微密立根油滴仪测量电子电荷。 2、了解CCD图像传感
8、器的原理与应用，学习电视显微测量方法。 二、实验背景 1897年汤姆生发现了电子的存在后，人们进行了多次尝试，以精 确确定它的性质。汤姆生又测量了这种基本粒子的比荷（荷质比）， 证实了这个比值是唯一的。许多科学家为测量电子的电荷量进行了大 量的实验探索工作。电子电荷的精确数值最早是美国科学家密立根于 1917年用实验测得的。密立根在前人工作的基础上，进行基本电荷 量e的测量，他作了几千次测量，一个油滴要盯住几个小时，可见其 艰苦的程度。密立根通过油滴实验，精确地测定基本电荷量e的过程， 是一个不断发现问题并解决问题的过程。为了实现精确测量，他创造了实验所必须的环境条件，例如油滴室的气压和温度的
9、测量和控制。 开始他是用水滴作为电量的载体的，由于水滴的蒸发，不能得到满意 的结果，后来改用了挥发性小的油滴。最初，由实验数据通过公式计 算出的e值随油滴的减小而增大，面对这一情况，密立根经过分析后认为导致这个谬误的原因在于，实验中选用的油滴很小，对它来说， 空气已不能看作连续媒质，斯托克斯定律已不适用，因此他通过分析 和实验对斯托克斯定律作了修正，得到了合理的结果。 三、实验仪器 OM98型油滴仪、显微摄像油滴仪 四、实验原理与操作 一个质量为m，带电量为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 空气阻力的作用，下降一段距离 动，速度为Vg，这时重力与阻力作用而加速下降
10、，由于后，油滴将作匀速运平衡（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 fr?6?aVg 图1 式中?是空气的粘滞系数，是油滴的半径，这时有 ?aV?mg 6 g 当在平行极板上加电压V时，油滴处在场强为的 静电场中，设电场力q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，上升一段图2 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，则有：6?a?Vg?qE?mg又因为 由上述（）、（）、（）式可解出 ?Vd?Vge q?mgVV?g 为测定油滴所带电荷，除应测出、和速度、外，还需知油滴质量，由
11、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?4/3?a?3 式中?是油滴的密度。 由（）和（）式，得油滴的半径 1 ?9?Vga?2?g?2? ? 考虑到油滴非常小，空气已不能看成连续媒质，空气的粘滞系数?应修正为 ? 1?b pa 式中为修正常数，为空气压强，为未经修正过的油滴半径，由于它在修正项中，不必计算得很精确，由（）式计算就够了实验时取油滴匀速下降和匀速上升的距离相等，设都为l，测出油滴匀速下降的时间，匀速上升的时间e，则 Vg?l/tg Ve?l/te 将（）、（）、（）、（）式代入（），可得篇三：近代物理实验论文 波导反射法测液体介电常数 东北师范大学 高健 摘要：本文提供了一种简单易操作的测量液体介电常数的方法，并提供了几组数据，仅供参考。 材料的电磁特性测量一直是电子测量、材料科学、电解质理论，微波功率应用及微波传感器的重要内容。对于液体介电常数常用的测量方法有终端短路法、波导谐振腔微扰法、波导微扰法、波导反射法。本文提供的波导反射法在测量精度要求不高的时候具有操作方便、计算简洁、设备要求低等优点。 实验设备的结构图如下： 近代物理实验论文