关于高中教材密立根油滴实验的建议
2016-05-24苗婷
新校园·中旬刊 2016年3期
苗婷

密立根油滴实验被评为“物理最美实验”之一。其目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力,使油滴悬浮于两片金属电极之间,并根据已知的电场强度,计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数,因此认定此数值为单一电子的电荷e,这也揭示了电量的不连续性。可是,在人教版的高中物理教材选修3-1中关于这一实验的介绍却不尽如人意。
第一,教材在介绍了密立根测定的是质量和电量都很小的带电油滴,当油滴在电场中悬浮不动时,受力分析如图,其电荷量由mg=qE=q(1)来获得。由U,d,m,则求出油滴电量q。其中U,d,可以直接由仪器读出,编者用“根据观测数据算出油滴的质量”,就将质量的问题一带而过。
第二,带电油滴毕竟不是电子,就算得到了油滴的电量,又如何得到电子的电量?编者只在最后留下一个问题——“密立根的实验中需要测量哪些物理量,请导出用这些物理量计算的油滴电荷量的表达式”。应该说,从编者给出的信息到最后的问题,中间有着很大的跨度,若要教师来填补中间的空缺,就要花费不小的精力。大多数学生对其中油滴质量的测定即好奇又困惑,还对由油滴电量到电子电量的获得觉得不可思议。笔者以为,尽管高中学生的知识水平有限,实验能力也比较弱。但是,对于油滴质量的测定环节和最后实验数据的处理这两个问题,笔者提出如下建议:……p>
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