主题：【讨论】实验仪器的原理

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

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术有专攻，学有先后

真是太谢谢了

我也来学习一下。

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，以下均是)，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。