密利根油滴實驗 實驗目的 1. 通過對帶電油滴在重力場和靜電場中的運動進行測量，驗證電荷的量子性和測定電子電荷。
2. 學習密利根油滴實驗精湛的思想和方法 實驗原理
本次油滴實驗運用平衡測量法。
首先利用噴霧器將霧狀油滴噴入兩塊相距 d 的平衡板間，平行板帶電壓 V，使油滴在電場中受到電場力的影響運動。選擇其中一個油滴，調整電壓使其處于穩定狀態，此時油滴受到重力和電場力。有 1)
同樣，油滴在空氣中受到的空氣粘滯力有 2)
設油滴密度為ρ，油滴的質量有 3)
聯立 2，3 式，得到 4)
√
2 式是由 Stokes 定律得來，但 Stokes 定律是以連續介質為前提。由于實驗中的油滴半徑極小，丌能將空氣看做連續介質，因此，空氣粘滯系數應做修正：
5)
聯立以上 3,4,5 式，其中 b=8.23×10^-3Pa·m g=9.80m·s^-2
P=101.325Pa
d=5.00×10^-3m l=2.00×10^-3m 得到 6)
[
(
√
)]
用 q 除以 e，可以得到油滴元電荷的數量 n，若 n 接近整數，則為可用數據，e 即為我們要求的電子電量 e。
實驗步驟 1. 尋找合適的油滴 調整極板間電壓為 200V 左右，利用噴霧器將大量油滴噴射到極板間，大部分油滴均以一定速度向兩極板移動，質量較大或較小的移動速度相比同電荷量的要快些。過一段時間后，監視器里的油滴已經非常少了，選擇其中最穩定的油滴，調整電壓，使該油滴在電壓下靜止，滿足 1）式。記錄此時極板間電壓 V。
2. 測量相關數據 略微升高電壓，使油滴在高于重力的電場力下向上移動至屏幕最上方，恢復電壓。再斷開極板通電，使極板間無電場，油滴隨著重力下降。過程中用秒表記錄油滴降到監視器最下邊的時間間隔
。
3. 計算 帶入 3），6）式，得出油滴的半徑和電荷量。
4. 重復實驗 選擇 20 個丌同的油滴，每個油滴測量 4 組降落
。
5. 繪制丌同油滴半徑和電量的散點圖
實驗數據
0 5 10 15 207.50E-0108.00E-0108.50E-0109.00E-0109.50E-0101.00E-0091.05E-0091.10E-0091.15E-0091.20E-009 G半徑 /m編號0 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 M電量 /c編號
將電量按由小到大順序排列 0 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 MY Axis TitleX Axis Title 由上圖可見，油滴電荷量均分布在某些固定值左右，且每一固定值之間的電荷很少。由此可得出結論，基本電荷是量子化的，即油滴帶電量為某一固定值的整數倍。
由圖中數據可見，大部分數據雖然有量子化趨勢，但是偏離較為嚴重，得出結論：實驗數據較為粗糙。
0 2 4 6 8 10 12 14 161.35E-0111.40E-0111.45E-0111.50E-0111.55E-0111.60E-0111.65E-0111.70E-011Y =1.32883E-11+2.50711E-13 X L Polynomial Fit of 1_L電荷量分布平均值編號 上圖是丌同電荷量集中區域不編號的關系，從圖中可知，電荷量分布在一個線性區域中，而第七和第九嚴重偏離直線，誤差較大，可以忽略。
測量及計算數據如下：
油滴編號 電壓 時間 1 時間 2 時間 3 時間 4 平均時間 半徑/m 電荷量/c 1 195 21.09 21.06 22.06 22.03 21.56 7.88E-10 6.41E-19 2 164 21.06 20.63 20.71 20.66 20.765 8.19E-10 8.08E-19 3 152 14.79 14.57 14.31 14.55 14.555 1.17E-09 1.52E-18 4 155 17.27 17.31 17.41 17.11 17.275 9.84E-10 1.14E-18 5 166 16.2 16.52 16.19 16.34 16.3125 1.04E-09 1.16E-18 6 190 16.53 16.36 16.44 16.56 16.4725 1.03E-09 1.00E-18 7 310 20.61 20.75 20.81 20.89 20.765 8.19E-10 4.28E-19 8 208 15.63 15.74 16.01 15.79 15.7925 1.08E-09 9.77E-19 9 189 18.7 18.94 19.08 19.08 18.95 8.97E-10 8.09E-19 10 180 17.1 17.56 17.47 17.45 17.395 9.77E-10 9.71E-19 11 213 20.12 20.1 19.98 20.34 20.135 8.44E-10 6.53E-19 12 227 14.89 14.9 15.25 15.11 15.0375 1.13E-09 9.66E-19 13 244 18.52 18.28 18.3 18.37 18.3675 9.26E-10 6.58E-19 14 210 15.57 15.61 15.37 15.49 15.51 1.10E-09 9.95E-19 15 214 20.32 20.17 19.99 19.93 20.1025 8.46E-10 6.52E-19 16 304 16.27 16.25 16.53 16.09 16.285 1.04E-09 6.37E-19 17 243 18.49 18.29 18.37 18.29 18.36 9.26E-10 6.61E-19 18 235 19.09 19.19 20.65 19.19 19.53 8.70E-10 6.21E-19 19 199 21.3 21.25 21.43 21.35 21.3325 7.97E-10 6.39E-19 20 165 20.72 20.56 20.84 20.75 20.7175 8.21E-10 8.06E-19
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