主题：【讨论】实验仪器的原理

还没听过这个仪器呢》干啥用的？

密 立 根 油 滴 仪
由美国实验物理学家密立根(R.A．Millikan)首先设计并完成的密立根油滴实验，在近代物理学的发展史上是一个十分重要的实验。它证明了任何带电体所带的电荷都是某一最小电荷——基本电荷的整数倍；明确了电荷的不连续性；并精确地测定了基本电荷的数值，为从实验上测定其它一些基本物理量提供了可能性。
由于密立根油滴实验设计巧妙、原理清楚、设备简单、结果准确，所以它历来是一个著名而有启发性的物理实验。东北师范大学静电研究所，已将MOD型密立根油滴仪应用于国家自然科学基金资助项目“脉冲电晕放电电子荷电机制及提高微小颗粒荷电的研究”课题中，用于测量粉尘的荷电量。这对静电除尘、静电分选、静电复印、静电喷雾等应用领域，有着十分重要的意义。从而显示出密立根油滴实验在工业应用和科学研究中的广泛应用前景。

   















1、电源开关按钮：按下按钮，电源接通，整机开始工作。

1、电源开关按钮：按下按钮，电源接通，整机开始工作。
    2、功能控制开关：有平衡、升降、测量三档。
    (1)当处于中间位置即“平衡”档时，可用平衡电压调节旋钮K4来调节平衡电压大小，使被测油滴处于平衡状态。
    (2)当处于上沿“升降”档时，上下电极在平衡电压的基础上自动增加提升电压，提升电压大小用K3来调节，范围为DCO～300V。
    (3)当处于“测量”档时，极板间电压为0V，被测量油滴处于被测量阶段而匀速下落，并同时自动计时；油滴下落到预定距离时，迅速拨到平衡档，同时自动停止计时。
    3、升降电压调节旋钮：
围为DCO～300V。
可调节“升降”档时极板间所加浮动电压，调节范
    4、平衡电压调节旋钮：可调节“平衡”档时极板间的平衡电压大小平衡电压范围为DCO～500V左右。
    5、  3十数字电压表：显示上下电极板间的实际电压。
    6；数字秒表：用来测量油滴下降预定距离间的时间，精确到0．01S。
    7、秒表清零键：按一下键，清除内存，秒表显示“00．00”秒。
调节
8、电极板极性调节按钮：处于1时，上电极极性为正极，下电极板为负
极；按下时处于一翻转状态，此时上电极为负极，下电极为正极，电压表显
示负电压值。
    9、水平仪：调节仪器底壳部两只调平螺丝，使水泡处于中间，此时平行板
处于水平位置。
    10、照明灯室：内置永久性照明灯泡，单灯使用寿命大于三年。
    11、上、下电极：组成一个平行板电容器，加上电压时，板间形成相对均
匀电磁场，可使带电油滴处于平衡状态。
    12、成像显微镜：显示油滴成像，与CCD成像系统配套使用组成电子成像
系统。
    13、CCD：将光信号转换成电子图像信号，与显示器组成电子成像系统。
    14、交流220V输入座：内装有熔丝。
    15、视频输出插座：将CCD成像系统的信号输出至显示器
择开关拨至75欧姆处。
    16、CCD视频输入和CCD电源共用座。

三、使用步骤：
    l、打开电源，整机开始预热，预热不得少于10分钟。
    2、调节仪器底部左右两个调节螺栓，使水平指示水平。
    3、按清零键，使计时秒表清零。
显示器阻抗选
    4；功能键拨到“平衡”档，调节电压在250V左右，打开油雾开关，从油雾室小孔喷入油滴，油滴从上电极板中间直径0．4mm孔落入电场中。
    5、驱走不需要的油滴，直到剩下几颗缓慢运动的为止，选择其中一颗，仔
细调节平衡电压，使油滴静止不动，处于平衡状态。
    6、功能键拨到“测量”档，油滴匀速下降，同时计时，下落距离为2mm，即显示器屏幕上纵向四个格子，每个格子显示0．5mm，油滴匀速落到最后一格
时，将功能键拨到“平衡”档，同时秒表自动停止计时，此时完成一颗油滴的测量阶段。
    7、为重复测量油滴，要将油滴返回到原测量位置，将功能键打到“升降”档，调节适当电压，此时油滴可快速上升到原始位置，恢复到“平衡”档，可转入下一次测量。
    8、测量“正电荷”带电量时，就要将极性转换按钮K8按下，处于》》I’状态，此时上电极板为负电极，下电极板为正电极板，此时很利于测量，具体
操作步骤同上。
    9、如此反复测量，可得到实验数据。

四、注意事项和维修：
    1、关于电子网格的说明：
    ①本机根据需要可配备电子网格，采用单板机编程，在使用时，面板上CCD电源座不可拔下，否则电子网格单板机兼容系统因没有CCD视频信号的输入而自动停止工作。②本机电子网格单板机发生器使用网电必须在国家标准范围内才能正常工作，即在AC220±10V之间，否则出现电子网格时断时续发生的现象。
    2、关于实验油的问题
    要做好油滴实验油是很重要的，对油的要求有五条①油要纯净。②粘滞系数随温度的变化要小。③雾化时要容易带电，但带电量不能多。④油的发挥性要小。⑤油的密度随温度的变化要小。我们提供的油，能比较好的符合以上五条要求，以用中华牌701号钟表油一市场有售) 油的密度随温度的变化关系如下表请勿任意用别种油。(也可通常可取t=20~C时油的密度p=981kg／m’计算，引起9乜最)晰目对误差(对t=40~C如喷雾器损坏或油用完(用油是非常省的)请来函，我们可以提供。
3、关于喷雾器和喷雾方法
我们提供的喷雾器是和我们提供的油相配用的。优点是雾化的油滴大小合适，并且比较均匀，没有特别大的油滴。请勿任意换用别种喷雾器，以免喷出大颗油滴，堵塞上电极板的落油小孔。
    喷雾时喷雾器应竖拿喷雾器玻璃口对准油雾室的喷雾口，轻轻喷入少许油即可。切勿将喷雾器插入油雾室，甚至将油倒出来。更不应该将油雾室拿掉后对准上电极板落油小孔喷油。否则会把油滴盒周围搞脏，甚至把落油孔堵塞。如能正确喷雾，油滴盒周围根本不需要擦洗。
    4、关于油滴漂移问题
    ①水平仪是用宋调整油滴盒电极板水平的，水平仪在出厂前已作过调整，因此切勿拿下来兼作它用。也勿任意旋动，否则油滴盒电极板不能调到水平，油滴就要向左右或前后漂移，甚至移出视场。
    ②检查上电极板有没有放平整，有没有翘起来重力不在一条直线上，油滴就要漂移。
    5、关于误差
    ①本仪器在设计时，各部分分担的误差是按误差均分原则分配的。因此平
衡电压的设计，仅是简单稳压电源，其稳压性能已能达到要求。
    ②由于油滴很小(直径约10—6米，质量约10”；千克)，单一测量数据的起伏较大，为了减小偶然误差的影响，对同一颗油滴应进行多次测量，约10次左右。(如果用平衡法进行实验，则平衡电压和油滴匀速运动时间，都应进行多次测量)d单一测量允许的相对误差为6％，平均相对误差不大于3％。

有二张仪器示意图，不知道怎么上传，未传上来，很抱歉

真是学有先后，术有专攻。

用喷雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间。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，所带的电荷为q两极板间的电压为V，则油滴在平行极板间  将同时受到重力mg和静电力qE的作用。如果调节两极板间的电压V，可使该两力达到平衡，

原文由 阿喀琉斯(menyukuan) 发表:
谁能给我介绍一下密立根油滴仪的工作原理不？

密立根油滴实验原理
　　用喷雾器将油滴喷入电容器两块水平的平行电极板之间时，油滴经喷射后，一般都是带电的。在不加电场的情况下，小油滴受重力作用而降落，当重力与空气的浮力和粘滞阻力平衡时，它便作匀速下降，它们之间的关系是：
　　mg=F1+B（1）
　　式中：mg──油滴受的重力，F1──空气的粘滞阻力，B──空气的浮力。
　　令σ、ρ分别表示油滴和空气的密度；a为油滴的半径；η为空气的粘滞系数；vg为油滴匀速下降速度。因此油滴受的重力为 mg=4/3πa^3δg(注：a^3为a的3次方，一下均是)，空气的浮力 mg=4/3πa^3ρg，空气的粘滞阻力f1=6πηaVg （流体力学的斯托克斯定律 ，Vg表示v下角标g）。于是（1）式变为：
　　4/3πa^3δg=6πηaVg+4/3πa^3ρg
　　可得出油滴的半径　a=3(ηVg/2g(δ-ρ))^1/2　（2）
　　当平行电极板间加上电场时，设油滴所带电量为q，它所受到的静电力为qE，E为平行极板间的电场强度，E＝U／d，U为两极板间的电势差，d为两板间的距离。适当选择电势差U的大小和方向，使油滴受到电场的作用向上运动，以ve表示上升的速度。当油滴匀速上升时，可得到如下关系式：
　　F2+mg=qE+B（3）
　　上式中F2为油滴上升速度为Ve时空气的粘滞阻力：
　　F2=6πηaVe
　　由（1）、（3）式得到油滴所带电量q为
　　q=(F1+F2)/E=6πηad/(Vg+Ve)（4）
　　（4）式表明，按（2）式求出油滴的半径a后，由测定的油滴不加电场时下降速度vg和加上电场时油滴匀速上升的速度ve，就可以求出所带的电量q。
　　注意上述公式的推导过程中都是对同一个油滴而言的，因而对同一个油滴，要在实验中测出一组vg、ve的相应数据。
　　用上述方法对许多不同的油滴进行测量。结果表明，油滴所带的电量总是某一个最小固定值的整数倍，这个最小电荷就是电子所带的电量e。

原文由 wengjx1980(wengjx1980) 发表:
有二张仪器示意图，不知道怎么上传，未传上来，很抱歉

你说的非常的好了，谢谢了哦！