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1、大学物理实验教案【实验名称】油滴实验【实验目的】 1了解油滴实验的方法和特点。2利用电视显微密立根油滴仪测量电子电荷,验证电荷的不连续性。3了解 CCD(Charge Coupled DeVice,电荷耦合器件)图像传感器的原理与应用,学习电视显微测量方法。【实验原理】平衡法测油滴电量:水平放置的一组平行电极,加上电压 U,形成均匀电场 E,把带电的油滴送入极板之间,受力分析:平衡电压测量:调节极板电压 U,使油滴处于静止状态,即保持平衡,此时有其中 a 为油滴半径dUqqEmg3 34amg油滴半径测量:关闭极板电压,使,油滴在重力作用下0U向下作加速运动,油滴有了速度就受到另一个力,空气粘
2、滞力:grvaf6达到一定速度时:grvafmg6此时油滴以匀速向下运动,测出油滴以匀速通过一定距离所用时间,下降速度,油滴半径gtggtlv 2129 gvag 由于油滴半径非常小,空气已不能看成连续介质,空气的粘度应修正为pab 1式中:为修正常数,为空气压强(单位为 Pa),为未经修正过的油滴半径。bpa计算油滴电量的表达式为:Udpabtlgqg231218 测量多个油滴的电量,并计算公约数即可得到电子电量eq【实验仪器介绍】油滴仪:油雾室、油雾室开关、上下电极、照明系统、显微镜及调节、图像传感器、极性开关、平衡开关、联动开关、计时器停按钮、极板电压调节旋钮。水平仪及水平调节。显示器:
3、坐标、电压表、计时器。喷雾器:使用要点及注意事项:喷雾器竖直向上,轻拿轻放。要点:极板电压较高,注意安全。采用了图像传感器和显示器便于观察测量。【实验内容】油滴仪调节:水平调节,当出现油滴从明亮到暗淡或在屏幕上左右漂移即为电极不水平。极板电压初始值:200V 喷油、寻找合适油滴,粗测平衡电压在 150V300V 之间、通过 1.5 毫米的下落时间在 6S20S 之间。测量练习:掌握控制油滴平衡及运动的方法和技巧和计时器的操作。测量:对每颗油滴测量 5 次,测量 3 颗不同油滴。数据处理:将平衡电压和下落时间输入电脑,通过数据处理软件进行处理。【注意事项】极板电压较高,注意安全。使用喷雾器时竖直向上,不使油泼洒,易碎须轻拿轻放。找不到油滴的原因:喷雾器使用不当,无油滴产生。显微镜调节位置偏离太大。上电极油雾孔堵塞。