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下图为密立根油滴实验装置图

发布时间:2024-04-22 04:57:30

『壹』 密里根油滴实验中,如果平行极板不水平,对测量有何影响

在密立根实验中,如果两平行带电极板不水平,油滴在电场中运动的时候就会走斜线,或者受到的静电场力和重力不在一条直线上,这样移动的距离相比较理论值会偏大,使得误差增加。

密立根油滴实验,美国物理学家密立根所做的测定电子电荷的实验。1907-1913年密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验,发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍,该最小电荷值就是电子电荷。

(1)下图为密立根油滴实验装置图扩展阅读:

密里根油滴实验的目的:

是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力,使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度,计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数,因此认定此数值为单一电子的电荷e=1.592.10-19库仑。

实验装置:

密立根设置了一个均匀电场,方法是将两块金属板以水平方式平行排列,作为两极,两极之间可产生相当大的电位差。金属板上有四个小洞,其中三个是用来将光线射入装置中,另外一个则设有一部显微镜,用以观测实验。喷入平板中的油滴可经由控制电场来改变位置。

为了避免油滴因为光线照射蒸发而使误差增加,此实验使用蒸气压较低的油。其中少数的油滴在喷入平板之前,因为与喷嘴摩擦而获得电荷,成为实验对象。

『贰』 密立根油滴实验分析

油滴实验(Oil-drop experiment),是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔(Harvey Fletcher)于1909年在美国芝加哥大学瑞尔森物理实验室(Ryerson Physical Laboratory)所进行的一项物理学实验,该实验首次测量出了电子的电荷量。[1][2][3][4][5]罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。[4][5]

中文名
密立根油滴实验
外文名
Oil-drop experiment[1]
地点
美国芝加哥大学[1]
领域
物理[1]
时间
1907-1913年[1]
快速
导航
实验装置

实验的瑕疵

外部链接
简介
油滴实验(Oil-drop experiment),是罗伯特·密立根与哈维·福莱柴尔(Harvey Fletcher)在1909年所进行的一项物理学实验。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。
此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力,使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度,计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数,因此认定此数值为单一电子的电荷e:库仑。[6]
实验装置
密立根设置了一个均匀电场,方法是将两块金属板以水平方式平行排列,作为两极,两极之间可产生相当大的电位差。金属板上有四个小洞,其中三个是用来将光线射入装置中,另外一个则设有一部显微镜,用以观测实验。喷入平板中的油滴可经由控制电场来改变位置。
为了避免油滴因为光线照射蒸发而使误差增加,此实验使用蒸气压较低的油。其中少数的油滴在喷入平板之前,因为与喷嘴摩擦而获得电荷,成为实验对象。[6]
实验的瑕疵
理查·费曼曾经在1974年,于加州理工学院的一场毕业典礼演说中叙述“草包族科学”(Cargo cult science)时提到:
从过往的经验,我们学到了如何应付一些自我欺骗的情况。举个例子,密立根做了个油滴实验,量出了电子的带电量,得到一个今天我们知道是不大对的答案。他的资料有点偏差,因为他用了个不准确的空气粘滞系数数值。于是,如果你把在密立根之后、进行测量电子带电量所得到的资料整理一下,就会发现一些很有趣的现象:把这些资料跟时间画成坐标图,你会发现这个人得到的数值比密立根的数值大一点点,下一个人得到的资料又再大一点点,下一个又再大上一点点,最后,到了一个更大的数值才稳定下来。
为什么他们没有在一开始就发现新数值应该较高?——这件事令许多相关的科学家惭愧脸红——因为显然很多人的做事方式是:当他们获得一个比密立根数值更高的结果时,他们以为一定哪里出了错,他们会拼命寻找,并且找到了实验有错误的原因。另一方面,当他们获得的结果跟密立根的相仿时,便不会那么用心去检讨。因此,他们排除了所谓相差太大的资料,不予考虑。我们现在已经很清楚那些伎俩了,因此再也不会犯同样的毛病。
密立根油滴实验60年后,史学家发现,密立根一共向外公布了58次观测数据,而他本人一共做过140次观测。他在实验中通过预先估测,去掉了那些他认为有偏差,误差大的数据。[6]
外部链接
(中文)模拟实验动画 -密立根油滴实验
参考资料
[1] American Physical Society to commemorate University of Chicago as historic physics site in honor of Nobel laureate Robert Millikan.芝加哥大学官网 [引用日期2019-07-31]
[2] Breakthroughs: 1910s.芝加哥大学官网 [引用日期2019-07-31]
[3] Work of physicist Millikan continues to receive accolades.芝加哥大学官网 [引用日期2019-07-31]

『叁』 密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值,其实验装置如图所示,油滴从喷雾器喷出,以某一速度进入水平放置

(1)当无电场时抄,重力与阻力相平衡,则有:6πηrv1=mg;
当有电场时,则有重力等于阻力与电场力之和,即为:mg=6πηrv2+qE;
解得:q=

6πrη(v1?v2)
E

(2)根据物体带电本质:电子的得失,且由表格所测电量,可知:在误差范围内,可以认为油滴的带电量总是1.6×10-19C的整数倍,
故电荷的最小电量即元电荷为1.6×10-19C.
故答案为:(1)
6πrη(v1?v2)
E

(2)在误差范围内,可以认为油滴的带电量总是1.6×10-19C的整数倍,故电荷的最小电量即元电荷为1.6×10-19C.

『肆』 美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验.如图,两块

(1)平行金属板板间存在匀强电场,液滴恰好处于静止状态,
电场力与回重力平衡,则有答
mg=qE=

qU
d

所以需要测出的物理量有油滴质量m,两板间的电压U,两板间的距离d,
故选:ABC.
(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=
mgd
U

(3)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,
这个最小电荷量被认为是元电荷,其值为e=1.6×10-19C.
故答案为:(1)ABC
(2)
mgd
U

(3)1.6×10-19

『伍』 濡傚浘鏄瀵嗙珛鏍规补婊村疄楠岀殑绀烘剰鍥撅紟娌规淮浠庡柗闆惧櫒鐨勫柗鍢村柗鍑猴紝钀藉埌鍥句腑鐨勫寑寮虹數鍦轰腑锛岃皟鑺備袱鏉块棿鐨勭數鍘嬶紝閫氳繃


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『陆』 (2013高淳县模拟)电子所带的电荷量(元电荷)最先是由密立根通过油滴实验测出的.密立根设计的实验装

(1)带电油滴处于静止状态,受力平衡,重力与电场力大小相等,方向相反,则电场力方向竖直向上,而电场线方向竖直向下,所以油滴带负电.
(2)由平衡条件得:mg=qE,得q=

mg
E
=
1.57×10?14×10
1.92×105
C=8.0×10-19C
故答案为:负;8.0×10-19C.

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