實(shí)驗(yàn)概述

YMP-6117 # 密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)控制均勻電場(chǎng)中的帶電油滴，使用CCD成像系統(tǒng)，觀察并測(cè)量帶電油滴在均勻電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，從而計(jì)算得到整顆油滴的帶電量。重復(fù)對(duì)許多油滴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之后，密立根發(fā)現(xiàn)所有油滴的總電荷值皆為同一數(shù)字的倍數(shù)，因此認(rèn)定此數(shù)值為單一電子的電荷：e=1.602^-19庫(kù)侖。本實(shí)驗(yàn)裝置按運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)，油滴法測(cè)電子電荷分為平衡測(cè)量法和動(dòng)態(tài)測(cè)量法。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由主機(jī)、CCD成像系統(tǒng)、油滴盒、噴霧器等部件組成，其中主機(jī)包括可控高壓電源、計(jì)時(shí)裝置、A/D采樣、數(shù)據(jù)通信等單元模塊。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

• 學(xué)習(xí)用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量電子電荷的原理和方法。

• 驗(yàn)證電荷的不連續(xù)性以及測(cè)量基本電荷電量e。

• 了解CCD光學(xué)成像系統(tǒng)的工作原理。

• 通過(guò)對(duì)油滴的選擇、耐心地跟蹤和測(cè)量，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和一絲不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。

YMP-6117 # 密立根油滴實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)

• 采用彩色高清的CCD成像系統(tǒng)；

• 實(shí)驗(yàn)主機(jī)和油滴盒分離，確保油霧與控制電路隔離；

• 實(shí)驗(yàn)軟件可以電壓、計(jì)時(shí)和圖像實(shí)時(shí)顯示，并自動(dòng)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

• 平衡法與動(dòng)態(tài)法2個(gè)實(shí)驗(yàn)界面；

  
  

  
  

軟件界面

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表1 平衡電壓與下降時(shí)間記錄

表2 電荷電量e的計(jì)算