密里根油滴實(shí)驗(yàn)講義-展示頁(yè)
2025-01-24 03:00本頁(yè)面
【正文】 【實(shí)驗(yàn)原理】 用噴霧器將油噴入兩塊相距為d的水平放置的平行極板之間,油滴噴射時(shí)由于磨擦,所帶電量為q,當(dāng)兩極板未加電壓時(shí),油滴在重力作用下而向下運(yùn)動(dòng),由于空氣的粘滯性對(duì)油滴所產(chǎn)生的阻力與速度成正比, 油滴下降一小段距離達(dá)到某一速度V后,阻力與重力平衡(空氣的浮力忽略不計(jì)), () 作用在油滴上的重力=mg, 油滴總是呈小球狀,:于是: ()當(dāng)平行極板加上適當(dāng)電壓V以后,電場(chǎng)強(qiáng)度為: ()這時(shí)懸浮在極板間,帶有電量q的油滴,不但受到了重力作用,使qE mg，而且二者方向相反，這時(shí)油滴就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，開始油滴的速度逐漸增大，粘滯阻力也逐漸增大，當(dāng)油滴速度增大到一定值VE后，受力情況就會(huì)平衡。此時(shí)油滴就會(huì)以VE的速度勻速上升。此時(shí)空氣的粘滯阻力這時(shí)方程有： （）將上列（）（）式帶入（）式，整理后可得油滴所帶電量： （） 式中d,g為已知，都是與溫度有關(guān)的數(shù)值，可以查表得到。因此只要測(cè)出油滴在極板間勻速下降一段距離所需要時(shí)間tg，以及極板加上電壓V后油滴上升一段距離所需要時(shí)間tE,即可分別算出Vg和VE,從而可定出油滴所帶電量q. 油滴的受力圖 我們?cè)趯?dǎo)出（）式時(shí)，認(rèn)為油滴嚴(yán)格服從斯托克斯定律。在我們的實(shí)驗(yàn)中，r小到米數(shù)量級(jí)，同實(shí)驗(yàn)條件下的空氣分子平均自由程十分接近，因此要加以修正。用表示修正后的粘滯系數(shù)： （）式中b為修正常數(shù)，米由于修正項(xiàng)本身不十分精確，故上式r仍可用（）式計(jì)
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