密立根油滴實驗

(南開大學 基礎物理實驗教學中心)

密立根油滴實驗

(南開大學 基礎物理實驗教學中心)

1 主要內容

密立根油滴實驗是近代物理學中測量基本電荷e的一個經典實驗，該實驗是由美國著名物理學家密立根(Robert A.Millikan)經歷十多年設計并完成的.這一實驗的設計思想簡明巧妙、方法簡單，而結論卻具有不容置疑的說服力，因此堪稱物理實驗的精華和典范.密立根測出的實驗數據是e=1.592 4(17)×10-19C，這與現在公認值相差僅1%，

如圖1所示，實驗采用CCD攝像機和監視器(ZKY-MLG-6型)，可非常清楚地看到鐘表油油滴的運動過程，大大改善了實驗條件，使測量結果更為準確.實驗可以分別進行平衡法和動態法油滴實驗，在實驗教學中，通過讓學生直觀觀察油滴在電場中靜止、向上及向下勻速運動等狀態，使得學生對油滴在電場中的受力及各種運動形態有更深入的理解.

圖1 密立根油滴實驗儀

為了更準確地測量基本電荷值，學生需要測量多個油滴所帶電荷，以最大公約數的辦法求得基本電荷值，而在視場中找到合適的油滴并進行多次測量，需要學生具有很好的實驗技巧以及耐心.本實驗對培養學生嚴謹、細致的實驗態度和耐心的實驗習慣具有良好的作用.

2 創新點

利用CCD攝像機和監視器觀察電場中油滴的運動,改善了實驗條件,實驗現象清楚、直觀.實驗采取自動化程序代入參量計算油滴帶電量，避免了復雜的計算，有利于學生理解和認識油滴在電場中的受力以及油滴各種運動形態，有助于學生理解密立根油滴實驗的物理思想.

3 主要成效

1)通過CCD攝像機和監視器清楚直觀地觀察油滴在電場的各種運動形態，使得學生對密立根油滴實驗的物理思想有更深刻的認識.

2)在實驗中獲取有效的油滴及多次測量是難點，學生往往需要經過多次細心地調節焦距及尋找油滴的過程才能找到合適的油滴，通過該實驗的訓練可以培養學生耐心細致的良好實驗習慣.

(執筆：錢 鈞)