❶ 傳熱實驗裝置,換熱器水平放置有什麼優點
可以依靠重力多次進行換熱,要是豎直放置則只能依靠重力進行一次
❷ 科學家是怎樣測出電子電荷量的
密里根油滴實驗 電子電荷是一個重要的基本物理量,對它的准確測定有很大的意義。1883年由法拉第電解定律發現了電荷的不連續結構;1897年J J 湯姆遜通過對陰極射線的研究,測量了電子的荷質比,從實驗上發現了電子的存在;而用個別粒子所帶的電荷的方法來直接證明電荷的分立性,以及首先准確測定電子電荷的數值,則是由密立根(Milton)在1911年完成的。本實驗就利用密立根油滴實驗儀驗證電荷的不連續性,並求出電子所帶的電量。從實驗結果可以看出,任何油滴從空氣中捕獲的電荷都是最小電荷的整數倍。 密立根油滴實驗歷來是一個著名而有啟發性的實驗,它設計巧妙,結果准確。在實驗中,認真選擇油滴,耐心跟蹤和測量,培養一絲不苟的科學實驗態度。 實驗中要學會選擇合適的油滴,並且熟練控制油滴以進行多次測量。計算每個油滴的帶電量,這里採用倒過來驗證的方法,即用公認的電子電量值去除每個油滴的電量,並取一最接近的整數,用這個整數除油滴的電量,得到電子電荷的測量值。 該實驗是一個近代物理實驗,難度系數:1.00,適合自動化、電子信息工程、電氣工程及其自動化、機械設計製造及其自動化、過程裝備與控制工程、材料成型及控制工程、資源勘查工程、勘查技術與工程、船舶與海洋工程等專業以及對近代物理理論和實驗感興趣的同學選做。 實驗內容 1、正確選擇和控制油滴。一般選擇平衡電壓在200V以上,勻速下降2mm距離用時間20-30S的油滴。如果油滴過大,下降速度會過快,油滴過小,則布朗運動明顯。 2、用平衡法測量油滴勻速下降2mm所用的時間。共選擇5顆油滴,每個油滴測量5次。 3、計算每個油滴的帶電量,然後計算電子電荷。這里我們採用倒過來驗證的方法 ,即用公認的電子電量值去除每個油滴的電量,取一個最接近的整數,再用這個整數除油滴的電量,從而得到電子電荷的測量值。 4、將電子電荷的測量值與理論值進行比較,計算相對百分誤差。 儀器簡介 密立根油滴儀,包括水平放置的平行極板(油滴盒)、調平裝置、照明裝置、顯微鏡、電源、計時器(秒錶)、實驗用油、噴霧器等。 預習要求 1、通過分析油滴在極板間的受力情況,理解平衡法測量油滴電量公式的推導過程。 2、明白整個實驗的大致過程,如選擇5個合適的油滴,每個油滴測量多次;計算每個油滴的帶電量;求解電子電量。 3、根據要求畫出實驗數據表格。 問題解答 1、打開儀器電源開關並噴入油霧後,仍看不到油滴,可能的原因有: (1)顯微鏡調焦不準確性。同學可自己調節。 (2)極板上的小孔被堵塞了。此時應請老師來處理,因為極板上有高壓電,折裝極板前必須關閉儀器電源! 2、為了證明電荷的不連續性和所有電荷都是基本電荷e的整數倍,並得到基本電荷e值,最有說明力的方法是對實驗所測得的各個油滴電量q求最大公約數,這個最大公約數就是基本電荷e,也就是電子電荷。但由於這樣處理較繁瑣,測量時的誤差又可能較大,因而求出最大公約數比較困難。 這是採用的倒過來驗證的方法,嚴格說來只能作為一種實驗驗證方法。 3、對某一個油滴測量了一次或幾次後,監視器屏幕上油滴的象可能會變得不清楚了。這是因為由於空氣的影響,油滴上下反復運動幾次後,水平方向發生了移動,從而造成顯微鏡調焦不準了,此 時只要微調顯微鏡調焦旋鈕即可。 思考討論 1、如何判斷油滴是否處在平衡狀態? 2、實驗中如何選擇合適的油滴進行測量? 3、試分析空氣浮力對實驗結果的影響。 4、在實驗過程中,如果未調節器水平螺絲,即極板沒有處於水平狀態,則對實驗結果有什麼影響? 5、操作時怎樣使油滴在計時開始時已經處於勻速運動狀態? 注意事項 1、使用噴霧器往油霧室噴油時,不要連續噴多次,一般噴一下即可。以防堵塞極板上的小孔。 2、正確控制選中的油滴,不要跑出顯示器的屏幕。要求每個油滴測量6-10次。 3、實驗完畢,記錄室溫和空氣的粘滯系數,數據處理時要用到。
❸ 密立根油滴試驗是什麼請詳細介紹下 裝置 原理 結論 地位之類的 謝謝了
密立根油滴實驗 mì lì gēn yóu dī shí yàn
密立根油滴實驗,美國物理學家密立根所做的測定電子電荷的實驗。1907-1913年密立根用在電場和重力場中運動的帶電油滴進行實驗,發現所有油滴所帶的電量均是某一最小電荷的整數倍,該最小電荷值就是電子電荷。
密立根油滴實驗的目的
電子電量很小,且獲得單個電子也不易,密立根油滴實驗通過研究電場中的帶點油滴的下落,測定電子的電量。
密立根油滴實驗儀
這是一種專為中學設計的儀器。它主要由電源、觀察顯微鏡、油滴室、照明系統等組成。儀器電源在底座內,它將交流220伏輸入電壓變為直流500伏和交流7伏;觀察顯微鏡帶有刻度分劃板,便於讀出油滴運動的距離,配合計時停表,可測定油滴運動速度,利用齒輪、齒條的調焦,能清晰觀察油滴。油滴室內是兩塊水平放置的平行金屬板組成的電容器,電容器上的直流電壓在0-500伏內連續可調,平行極板的極性由三擋換向電鍵轉換,電壓大小由直流電壓表指示,改變電壓的大小和方向可以控制油滴在電場中運動的快慢和方向;照明系統採用6-8伏,3瓦燈泡為光源,發熱量小,發出的光經聚光鏡將平行極板內的油滴照亮,它可繞轉臂旋轉,便於調節視場照度。
該儀器配有噴霧器、鍾表油和水準器等附件。實驗中所用停表需另備
密立根油滴實驗原理
用噴霧器將油滴噴入電容器兩塊水平的平行電極板之間時,油滴經噴射後,一般都是帶電的。在不加電場的情況下,小油滴受重力作用而降落,當重力與空氣的浮力和粘滯阻力平衡時,它便作勻速下降,它們之間的關系是:
mg=F1+B(1)
式中:mg——油滴受的重力,F1——空氣的粘滯阻力,B——空氣的浮力。
令σ、ρ分別表示油滴和空氣的密度;a為油滴的半徑;η為空氣的粘滯系數;vg為油滴勻速下降速度。因此油滴受的重力為 mg=4/3πa^3δg(註:a^3為a的3次方,一下均是),空氣的浮力 mg=4/3πa^3ρg,空氣的粘滯阻力f1=6πηaVg (流體力學的斯托克斯定律 ,Vg表示v下角標g)。於是(1)式變為:
4/3πa^3δg=6πηaVg+4/3πa^3ρg
可得出油滴的半徑 a=3(ηVg/2g(δ-ρ))^1/2 (2)
當平行電極板間加上電場時,設油滴所帶電量為q,它所受到的靜電力為qE,E為平行極板間的電場強度,E=U/d,U為兩極板間的電勢差,d為兩板間的距離。適當選擇電勢差U的大小和方向,使油滴受到電場的作用向上運動,以ve表示上升的速度。當油滴勻速上升時,可得到如下關系式:
F2+mg=qE+B(3)
上式中F2為油滴上升速度為Ve時空氣的粘滯阻力:
F2=6πηaVe
由(1)、(3)式得到油滴所帶電量q為
q=(F1+F2)/E=6πηad/(Vg+Ve)(4)
(4)式表明,按(2)式求出油滴的半徑a後,由測定的油滴不加電場時下降速度vg和加上電場時油滴勻速上升的速度ve,就可以求出所帶的電量q。
注意上述公式的推導過程中都是對同一個油滴而言的,因而對同一個油滴,要在實驗中測出一組vg、ve的相應數據。
用上述方法對許多不同的油滴進行測量。結果表明,油滴所帶的電量總是某一個最小固定值的整數倍,這個最小電荷就是電子所帶的電量e。
密立根油滴實驗方法
【目的和要求】
學習密立根油滴實驗方法,通過對不同油滴所帶電量的測量,總結出油滴所帶的電量總是某一個最小固定值的整數倍,從而得出存在著基本電荷的結論。通過實驗認識電子的存在,認識電荷的不連續性。
【儀器和器材】
密立根油滴實驗儀。
【實驗方法】
1.將儀器接入220伏交流電源。
2.高壓電源調節置於0位置,旋開油滴室蓋子,把水準器放置在上極板面上,利用調平螺釘將油滴室內的平行板電容器板面調節水平。調節顯微鏡目鏡,使分劃板刻線明顯清晰。再把大頭針插入上板小孔中,調節光源角度,直到從顯微鏡中觀察大頭針周圍光場最明亮、范圍最大和光強均勻為止,然後撥出大頭針擰上蓋子准備噴油。由於本步驟要調節電容器極板,謹防極板帶電,應由教師調節。
3.用噴霧器將油滴噴入油滴室內,從顯微鏡中觀察油滴運動情況。實驗時先找一個合適的油滴(較小的油滴,運動較緩慢,所帶電量小於5個基本電量),使它自由落下,然後再加上電場使它向上運動(上升太快或太慢就適當調節電壓)。這樣在重力和電場力交替作用下,讓油滴反復上升、下落若干次,在整個視場內都可以看得很清楚,否則需要重新選擇。
4.用停表作記錄:記錄油滴n次下落一定的距離L(顯微鏡分劃板刻線的距離),所經歷的總時間tg總,記錄油滴n次上升同一距離L,所經歷的總時間tE總(兩次記錄必須是對同一油滴),用油滴所通過的總距離nL分別除以總時間tg總及tE總就得出vg和vE利用公式(4)算出油滴所帶的電量q。
5.按照上述方法選取6-10個不同的油滴進行測量,計算它們各自所帶的電量。
6.數據處理:本實驗只要求學生進行簡單的數字處理和分析。按書後的表格記錄數據和計算,該表是用國產油滴儀進行實驗所得到的一組數據。
密立根油滴實驗注意事項
1.實驗完畢即切斷電源。
2.本實驗重點是實驗方法、實驗設計思想的學習和訓練。特別要強調實驗中必須耐心和細心,對實驗結果一定要實事求是。
3.注意保護顯微鏡。所有鏡頭出廠前均已經過校驗,不得自行拆開。鏡頭上若有灰塵,可用吹氣球將灰塵吹去,鏡頭表面油污可用清潔的軟細布沾少量酒精擦拭。
4.實驗後用柔軟的布將油滴室窗玻璃、機身的油擦拭乾凈,連同附件裝箱放在乾燥、通風的地方。
5.由於本儀器要用高壓電源,購進儀器後,要檢查高壓電源部分是否符合安全用電要求。
密立根油滴實驗參考資料
實驗中的油滴甚為微小,其線度約為微米數量級,可與空氣分子的平均自由程相比擬。這樣,空氣就不能看作是連續的媒質了,所以必須進行修正。經修正應換成
q=6πηad/U(Vg+Ve)/(1+(6.17*10^(-4)/pa)^3/2)
式中油滴的半徑雖然也應該予以修正,但由於其修正值很小,在這里我們不予考慮,因此將a代入,P為大氣壓強(以厘米汞柱為單位)。
關於密立根的油滴實驗
1897年湯姆生發現了電子的存在後,人們進行了多次嘗試,以精確確定它的性質。湯姆生又測量了這種基本粒子的比荷(荷質比),證實了這個比值是唯一的。許多科學家為測量電子的電荷量進行了大量的實驗探索工作。電子電荷的精確數值最早是美國科學家密立根於1917年用實驗測得的。密立根在前人工作的基礎上,進行基本電荷量e的測量,他作了幾千次測量,一個油滴要盯住幾個小時,可見其艱苦的程度。
密立根通過油滴實驗,精確地測定基本電荷量e的過程,是一個不斷發現問題並解決問題的過程。為了實現精確測量,他創造了實驗所必須的環境條件,例如油滴室的氣壓和溫度的測量和控制。開始他是用水滴作為電量的載體的,由於水滴的蒸發,不能得到滿意的結果,後來改用了揮發性小的油滴。最初,由實驗數據通過公式計算出的e值隨油滴的減小而增大,面對這一情況,密立根經過分析後認為導致這個謬誤的原因在於,實驗中選用的油滴很小,對它來說,空氣已不能看作連續媒質,斯托克斯定律已不適用,因此他通過分析和實驗對斯托克斯定律作了修正,得到了合理的結果。
密立根的實驗裝置隨著技術的進步而得到了不斷的改進,但其實驗原理至今仍在當代物理科學研究的前沿發揮著作用,例如,科學家用類似的方法確定出基本粒子——誇克的電量。
油滴實驗中將微觀量測量轉化為宏觀量測量的巧妙設想和精確構思,以及用比較簡單的儀器,測得比較精確而穩定的結果等都是富有啟發性的。
❹ 已知二氧化氮的氣體的密度比空氣的密度大,兩個瓶子水平放置
(1)二氧化氮的密度大於空氣的密度,如果把二氧化氮氣體放到上方的話,由於自身密度大的緣故,二氧化氮分子也會下沉到下方的空氣瓶子中去,就不能說明分子在不停地做無規則運動,因此要把密度小的空氣瓶子放到上方,把二氧化氮放在下方;
(2)抽掉玻璃板後,可看到兩種氣體逐漸混合在一起,顏色變得均勻,這是分子運動的結果,是擴散現象;
故答案為:乙;運動.
❺ 如圖所示為某同學做「驗證力的平行四邊形定則」的實驗裝置,
小於90度平移之後不就超過90度了嗎
❻ 如圖(甲)所示,研究平拋運動規律的實驗裝置放置在水平桌面上,利用光電門感測器和碰撞感測器可以測得小
(1)平拋運動水平方向做做勻速運動,x=v 0 t,所以落地點的水平距離d與初速度v 0 成正比,故A正確,B錯誤; 豎直方向自由落體運動,h=
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