束華中+毛巍威

摘要：本文首先闡述了密立根油滴儀的工作原理，然后采用動態(tài)法和靜態(tài)法測試了基本電荷的電量，實驗結果表明，動態(tài)法測得的實驗數據和結果與靜態(tài)法測得的實驗數據和結果都非?？煽浚M一步比較發(fā)現動態(tài)法的結果更加接近公認的實驗值。

關鍵詞：密立根油滴儀；動態(tài)法；靜態(tài)法；基本電荷

密立根（R. A. Millikan）在1907年及以后的七年時間內，用油滴法直接證實了電量的不連續(xù)性，并測定了電子的電荷。這不僅為電子論建立了直接的實驗基礎，而且通過在實驗上測定電子電荷這一基本物理常數，為測定其他許多基本物理量提供了可能性。正是由于他在測量電子電荷等方面取得的杰出成就，密立根榮獲了1923年度的諾貝爾物理獎。

一、 實驗原理

在兩塊平行極板之間，尋找一個質量為m（待測）帶電量為q（待測）的細小油滴。不加電壓時，平行極板間的油滴受到重力的作用而在極板之間向下加速下降。考慮到空氣對其粘滯阻力的作用，油滴將作減加速運動，下降一段距離后變?yōu)閯蛩龠\動。設此時的速率為vg，這時油滴受力分析，如圖1所示。其受到向下的重力與空氣對其向上的粘滯阻力大小相等，方向相反，正好處于平衡狀態(tài)（空氣浮力可忽略不計）。

當在兩極板上加上適當的電壓V時，相當于油滴處在場強為E的靜電場中，設油滴所受到的電場力qE與重力mg相反，如圖2所示。從圖中可看出，這時帶電油滴受到電場力的作用將加速上升，但由于空氣粘滯阻力的作用，油滴在減加速上升一段距離后，油滴所受的向下的空氣粘滯阻力、重力與油滴所受的向上的電場力就會達到動態(tài)平衡（空氣浮力可忽略不計），此時油滴將勻速上升，設其速率為ve，則有：

本實驗分別采用動態(tài)（非平衡）法和靜態(tài)法測油滴電荷。為了求出基本電荷的電量e，首先在實驗中測得每組油滴所帶的電荷量q，再用所測各組電量來求出最大公約數，根據電荷的量子化理論，這個最大公約數就是電子電荷e的值，也就是基本電荷e。另一種測基本電荷e的方法是通過測量同一帶電油滴的改變量Δq1（可以采用紫外線照射或放射源照射油滴，改變所帶電荷），這時Δq1近似為某一最小單位的整數倍，此最小單位即為電子電荷e的值。

二、 實驗數據分析

1. 動態(tài)法實驗數據

三、 結果

根據上面的實驗數據和分析結果，發(fā)現采用動態(tài)法測得的實驗數據和結果與靜態(tài)法測得的實驗數據和結果都非?？煽?，實驗證明了微小油滴的帶電量是基本電荷電量的整數倍，并且測出了這個基本電荷的電量，進一步比較發(fā)現動態(tài)法的結果更加接近公認的實驗值。

參考文獻：

[1]尹紹全.測量電子電量及荷質比的實驗方法[J].內江科技，2014，（12）：50-51.

[2]潘正坤，萬猛，付秀英.密立根油滴實驗方法探究[J].遵義師范學院學報，2014，（03）：81-84.

[3]羅春梅.密立根油滴實驗數據的計算機處理[J].物理與工程，2008，（06）：28-29，51.

[4]邱成鋒，楊嘉，張金鳳.密里根油滴實驗中兩種方法分析平衡電壓和下落時間選取[J].大學物理實驗，2014，（02）：56-58.

[5]胡冰潔，秦艷芬.密立根油滴實驗中自由下落油滴的變速距離估算[J].寧波工程學院學報，2009，（01）：101-103.