试验密立根油滴试验1.PPT

實驗 密立根油滴實驗 * 目的 測量基本電荷量e值。 證明電荷的量子性。 培養統計實驗資料的能力。 * 黏滯力 黏滯力是流體受到剪應力變形或拉伸應力時所產生的阻力，是粘性液體內部的一種流動阻力，並可能被認為是流體自身的摩擦。 由實驗觀察可知 ，黏滯力與施力方向相反，與流體表面積及運動方向相對速度成正比。 黏度較高的物質，比較不容易流動，如油的黏度較高，因此不容易流動：而水黏度較低，不但容易流動，倒水時還會出現水花。 * 原理 油滴經噴霧器被噴入油滴室時，因摩擦使部分油滴帶正電，部分油滴帶負電。 油滴 (帶正電) F B (浮力) F S (黏滯力) mo g V1 (終端速度) 受力方程式 mo g = mA g + Fs = mA g + 6 π rη V1 r:油滴半徑 η:油滴黏滯係數 * 原理 油滴室上下電板加一電壓時。 油滴 (帶正電) F B (浮力) F S (黏滯力) mo g V2 (終端速度) 受力方程式 mo g + Fs= mA g + QE (mo – mA) g - 6 π rη V2 - QE = 0 r:油滴半徑 η:油滴黏滯係數 - + FE (電場施予油滴之力) * 原理 若電場夠大，使油滴靜止，則V2=0 。 由 由(1) 、(2)得 Q = 6 πd η rV1 / U0 由(1) 、(3)得 r = (9 η V1/2 ρg)^1/2 即可推導出課本上之式子 (mo – mA) g – 6 π rη V1 = 0‥ ‥ ‥ ‥ ‥ (1) (mo – mA) g – QE = 0 ‥ ‥ ‥ ‥ ‥ ‥ ‥ (2) (mo – mA) g = (4/3) π ρ gr^3 ‥ ‥ ‥ ‥ ‥(3) E0 = U0/d U0：平行電板間電壓 ρ = ρ0 – ρA (有效密度) d：平行電板間距離 * 油滴室簡圖 取材自維基百科 * 實驗儀器 反向開關(改變電場方向用) 顯微鏡(調整使油滴成像清晰) 油滴噴入處 油滴室 噴嘴 調整顯微鏡和油滴室的距離 * 實驗儀器(觀測示意圖) CCD(調整使電視上格線成像清晰) 電視 * 觀測注意事項 油滴噴量勿太多，否則不易觀察。 油滴請選擇小顆、移動速度慢者為佳。 儀器操作若有問題，請通知助教處理，以免損壞。 * * *