恒奧德儀器密立根油滴儀操作步驟核心原理

恒奧德儀器密立根油滴儀操作步驟核心原理

通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度使帶電油滴在重力與電場(chǎng)力作用下達(dá)到平衡，結(jié)合斯托克斯定律計(jì)算電荷量。 ?

核心原理

實(shí)驗(yàn)基于帶電油滴在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的平衡運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電場(chǎng)力與重力相等時(shí)（qE = mg），通過(guò)測(cè)量油滴勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間或速度，結(jié)合油滴半徑、空氣阻力等參數(shù)計(jì)算電荷量。 ?

操作步驟

?噴霧產(chǎn)生油滴?：通過(guò)噴霧器噴出帶電油滴，通常利用摩擦帶電機(jī)制使油滴獲得電荷；

?調(diào)節(jié)電場(chǎng)平衡?：移動(dòng)金屬板調(diào)節(jié)電壓，使油滴在電場(chǎng)中靜止或勻速運(yùn)動(dòng)；

?測(cè)量運(yùn)動(dòng)參數(shù)?：無(wú)電場(chǎng)時(shí)測(cè)量油滴下落速度（v?），加電場(chǎng)后測(cè)量上升速度（v?），通過(guò)動(dòng)態(tài)法消除空氣阻力影響；

?計(jì)算電荷?：結(jié)合油滴半徑、空氣粘度等參數(shù)，利用公式 ?q = (18πηd/ρg) × (v? + v?) × (v?/Ed)? 計(jì)算電荷量。 ?

關(guān)鍵技術(shù)

?電場(chǎng)控制?：通過(guò)調(diào)節(jié)電壓改變電場(chǎng)強(qiáng)度，使油滴處于受力平衡狀態(tài)；

?速度測(cè)量?：采用顯微鏡觀察并記錄油滴運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)算速度；

?誤差控制?：動(dòng)態(tài)法通過(guò)兩次測(cè)量平均值減少空氣阻力誤差