密立根油滴实验方法探究
2014-08-23潘正坤付秀英
遵义师范学院学报 2014年3期
潘正坤,万 猛,付秀英
(遵义师范学院物理与机电工程学院,贵州遵义563002)
密立根油滴实验方法探究
潘正坤,万 猛,付秀英
(遵义师范学院物理与机电工程学院,贵州遵义563002)
密立根油滴实验是测量基本电荷量并验证电荷量不连续性的经典实验。实验中,选择适当的方法非常重要。基于长期的教学实践和方法探究,归纳总结了一些合适的、不易被实验者所注意的实验细节,以提升实验测量的精度。
密立根油滴实验;实验方法;探究
美国著名的物理学家密立根(R.A.Milliken)用了近8年的时间(1909~1917年),用油滴法测出了微小油滴所带的电荷量,给出作为基本电荷的电子电荷量为e=1.602×10-19C,并且证明了电荷的量子性,即所有电荷都是基本电荷e的整数倍[1]。密立根油滴实验的设计思想和方法富有创造性,实验至今已近百年,实验仪器不断更新,方法不断改变,实验数据也更为准确。但在实验过程中实验方法还有待探究,使实验更加完美、数据更加准确。
1 实验基本原理
质量为m,带电量为负q的油滴处在二块平行板之间,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―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。

图1 油滴匀速下降运动

图2 油滴匀速上升运动
根据斯托克斯定律,粘滞阻力大小为


当在平行极板上加电压U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……
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