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，并测定电子电荷的电荷值e。
2、 通过实验过程中，对仪器的调整、油滴的选择、耐心地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。
3、 学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。精
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二、实验原理：
一、实验原理
1
、
静
态
（
平
衡
）
测
量
法
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。
图1
如果调节两极板间的电压V ，可使两力达到平衡，这时：
mg?qE?qV (1) d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fr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：
fr?6?a?vg?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：
6?a?vg (3) fr?b1?pa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。
图2
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
vg?l (4) tg最后得到理论公式：
???d18???l?? (5) q?bV2?g?t(1?)?g?pa???2、动态（非平衡）测量法
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
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力忽略不计），油滴将匀速上升，如图 3 所示。这时：
6?a?ve?qV?mg （6） d 图3
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：
6??vg?mg （7）
化简，并把平衡法中油滴的质量代入，得理论公式：
??1??18???l?d?11??1?2???q??? （8） ??????b?v?tete??te?2?g???1?????pa????32
三、实验仪器：
根据实验原理，实验仪器——密立根油滴仪，应包括水平放置的平行极板（油滴盒），调平装置，照明装置，显微镜，电源，计时器（数字毫秒计），改变油滴带电量从q变到q′的装置，实验油，喷雾器等。MOD－5 型密立根油滴仪的基本外形和具体结构示于图 4。