用密立根油滴实验测量电子电量备考复习

袈油滴在重力场中作匀速运动时,情形同动态测量法,将式(4),(9)和

薃带入式(11)并注意到

芆则有

薃(13)

芀? 元电荷的测量方法?

羈 测量油滴上带的电荷的目的是找出电荷的最小单位e。为此可以对不同的油滴,分别测出其所带的电荷值qi,它们应近似为某一最小单位的整数倍,即油滴电荷量的最大公约数,或油滴带电量之差的最大公约数,即为元电荷。

芅实验步骤: 1.调整实验仪器。

2.选择合适的油滴,调节油滴在电场中平衡。

3.将极板短路,测量油滴在重力场中匀速下落的速度。每个油滴测量七次以上。 4.选择5个油滴进行测量。并计算每个油滴所带电量。 5.计算电子电量。

螃数据处理:

肂 仪器及环境参数如下:

油滴密度 ρ1=981kg?m3

3

肆空气密度 ρ2=1.29kg?m

5

袃大气压强 P=1.05×10Pa

膈 重力加速度 g=9.79m?s2 电场极板间距 d=0.005m

空气粘滞系数 η=0.0000183kg?ms 修正常数 b=0.00823N?m

莇 实验原始数据如下表:

肃羀薄 聿 莃 膂201v/1.5mm 150v/1.5mm 235v/1.5mm 180v/1.5mm 191v/1.5mm 蒇 莁 24.07 蒆 30.86 膂 16.87 蒈 20.19 艿T1(s) 膅19.23 节 25.05 衿 31.15 蚇 16.23 羄 20.41 莂T2(s) 莀19.19 荿 24.08 羇 30.19 蒂 16.73 螁 19.67 袆T3(s) 蚃19.47 葿 25.65 罿 30.21 蒆 17.49 莂 20.69 葿T4(s) 膆19.35 袄 24.55 膁 29.75 蕿 17.37 薇 20.29 薅T5(s) 膄19.1 虿 25.37 羈 29.95 肃 16.97 羂 19.77 蝿T6(s) 莈19.57 螅 24.42 螁 29.75 衿 17.07 蝿 20.25 芃T7(s) 螄19.43 罿 24.23 袆 29.47 羅 17.27 薃 20.29 肈T8(s) 芇19.37 蚇 24.68 莂T(s)

30.17 17.00 20.20 19.34

??(s) 0.61 0.58 0.20 0.40 0.14 0.33 0.12 0.16 0.06 uA(s) 0.21 由公式(13),计算每个油滴所带电量值,忽略公式中仪器和环境参量的不确定度,忽略修正项中的中的r0的不确定度,一并作为实验的系统误差处理。

时间测量的最大允差取人的反应时间Δ=0.2s,电压值最大允差取Δv=0.5v ,取置信概率为P=0.95,则八次测量的学生因子为t0.95=2.37,B类不确定度的置信因子为k0.95=1.96。

下面给出每个油滴的带电量及其不确定度:

油滴1:

下落时间 t1=24.68s Ut1=√

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