密立根油滴实验原理

密立根油滴实验——电子电荷的测量【实验原理】1.静态（平衡）测量法用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的平行极板之间。油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。设油滴的质量为m，所带的电量为q，两极板间的电压为V，如图1所示。如果调节两极板间的电压V，可使两力达到平衡，这时：dVqqEmg(1)为了测出油滴所带的电量q，除了需测定平衡电压V和极板间距离d外，还需要测量油滴的质量m。因m很小，需用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度g后，阻力rf与重力mg平衡，如图2所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。此时有：mgvafgr6(2)其中是空气的粘滞系数，是a油滴的半径。经过变换及修正，可得斯托克斯定律：pabvafgr16(3)其中b是修正常数，b=6.17×10-6m·cmHg,p为大气压强，单位为厘米汞高。至于油滴匀速下降的速度gv，可用下法测出：当两极板间的电压V为零时,设油滴匀速下降的距离为l，时间为tg，则ggtlv(4)最后得到理论公式：Vdpabtlgqg23)1(218(5)1292gvag空气粘度：=1.8310-5pa·s升降路程：l=210-3m油滴密度：=981kg·m-3（20℃）重力加速度：g=9.7986m·s-2电极距离：d=5.0010-3m修正常数：b=6.1710-6m·cmHg大气压强：p=69.0cmHg由以上数据带入公式得：14321.4310(10.02)ggqVtt