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實驗概述

YMP-6117 # 密立根油滴實驗裝置通過控制均勻電場中的帶電油滴，使用CCD成像系統(tǒng)，觀察并測量帶電油滴在均勻電場和重力場中的運動，從而計算得到整顆油滴的帶電量。重復(fù)對許多油滴進(jìn)行實驗之后，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庫侖。本實驗裝置按運動方式分類，油滴法測電子電荷分為平衡測量法和動態(tài)測量法。實驗系統(tǒng)由主機、CCD成像系統(tǒng)、油滴盒、噴霧器等部件組成，其中主機包括可控高壓電源、計時裝置、A/D采樣、數(shù)據(jù)通信等單元模塊。

實驗內(nèi)容

• 學(xué)習(xí)用油滴實驗測量電子電荷的原理和方法。

• 驗證電荷的不連續(xù)性以及測量基本電荷電量e。

• 了解CCD光學(xué)成像系統(tǒng)的工作原理。

• 通過對油滴的選擇、耐心地跟蹤和測量，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和一絲不茍的科學(xué)實驗方法。

YMP-6117 # 密立根油滴實驗特點

• 采用彩色高清的CCD成像系統(tǒng)；

• 實驗主機和油滴盒分離，確保油霧與控制電路隔離；

• 實驗軟件可以電壓、計時和圖像實時顯示，并自動處理實驗數(shù)據(jù)；

• 平衡法與動態(tài)法2個實驗界面；

  
  

  
  

軟件界面

實驗數(shù)據(jù)

表1 平衡電壓與下降時間記錄

表2 電荷電量e的計算