1、ZKY-MLG-6CCD顯微密立根油滴儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及操作說(shuō)明書成 都 世 紀(jì) 中 科 儀 器 有 限 公 司四 川 世 紀(jì) 中 科 光 電 技 術(shù) 有 限 公 司地址：成都市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（龍泉驛區(qū)）南二路309號(hào) 郵編：610100電話：（028）85247006 85243932 傳真：（028）85247006網(wǎng)址；WWW.ZKY.Cn E-mail: ZKYZKY.Cn2015-03-13CCD顯微密立根油滴儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及操作說(shuō)明書 第 9 頁(yè) 共 10 頁(yè)CCD顯微密立根油滴儀油滴實(shí)驗(yàn)是近代物理學(xué)中測(cè)量基本電荷e（也稱元電荷）的一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是由美國(guó)著名物理學(xué)家密立根（Robert

2、 A. Millikan）經(jīng)歷十多年設(shè)計(jì)并完成的。這一實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)明巧妙、方法簡(jiǎn)單，而結(jié)論卻具有不容置疑的說(shuō)服力，因此堪稱物理實(shí)驗(yàn)的精華和典范。1908年，在總結(jié)前人實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，密立根開始研究帶電液滴在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。結(jié)果表明，液滴上的電荷是基本電荷的整數(shù)倍，但因測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確而不具說(shuō)服力。1910年，他用油滴代替容易揮發(fā)的水滴，獲得了比較精確的測(cè)量結(jié)果。1913年，密立根宣布了其開創(chuàng)性的研究結(jié)果，這一結(jié)果具有里程碑的意義：（1）明確了帶電油滴所帶的電荷量都是基本電荷的整數(shù)倍，（2）用實(shí)驗(yàn)的方法證明了電荷的不連續(xù)性，（3）測(cè)出了基本電荷值（從而通過(guò)荷質(zhì)比計(jì)算出電子的質(zhì)量）。此后，

3、密立根又繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)精度，最終獲得了可靠的結(jié)果（經(jīng)過(guò)很多次的實(shí)驗(yàn)，密立根測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是e=1.5924(17)×1019C，這與現(xiàn)在公認(rèn)的值相差僅1%），最早完成了基本電荷的測(cè)量工作。這一結(jié)果再次證明電子的存在，使對(duì)“電子存在”的觀點(diǎn)持懷疑態(tài)度的物理學(xué)家信服。由于在測(cè)定基本電荷值和測(cè)出普朗克常數(shù)等方面做出的成就，密立根在1923年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。隨著現(xiàn)代測(cè)量精度的不斷提高，目前公認(rèn)的元電荷e =（1.60217733±0.00000049）×10-19C。本實(shí)驗(yàn)采用CCD攝像機(jī)和監(jiān)視器，可非常清楚地看到鐘表油油滴的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，大大改善了實(shí)驗(yàn)條件，使

4、測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量電子電荷的原理和方法。2. 驗(yàn)證電荷的不連續(xù)性。3. 測(cè)量電子的電荷量。4. 了解CCD攝像機(jī)、光學(xué)系統(tǒng)的成像原理及視頻信號(hào)處理技術(shù)的工程應(yīng)用等。5. 訓(xùn)練學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、實(shí)事求是的作風(fēng)。實(shí)驗(yàn)原理密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量基本電荷的基本設(shè)計(jì)思想是使帶電油滴在兩金屬極板之間處于受力平衡狀態(tài)。按運(yùn)動(dòng)方式分類，可分為平衡法和動(dòng)態(tài)法。1. 動(dòng)態(tài)法首先分析重力場(chǎng)中一個(gè)足夠小的油滴的運(yùn)動(dòng)，設(shè)此油滴半徑為r（亞微米量級(jí)），質(zhì)量為m1，空氣是粘滯流體，故此運(yùn)動(dòng)油滴除重力和浮力外還受粘滯阻力的作用。由斯托克斯定律，粘滯阻力與物體運(yùn)動(dòng)速度成正比。設(shè)油滴以速度v

5、f勻速下落，則有（1）此處m2為與油滴同體積的空氣質(zhì)量，K為比例系數(shù)，g為重力加速度。油滴在空氣及重力場(chǎng)中的受力情況如圖 1左圖所示。若此油滴帶電荷為q，并處在場(chǎng)強(qiáng)為E的均勻電場(chǎng)中，設(shè)電場(chǎng)力qE方向與重力方向相反，如圖 1右圖所示，如果油滴以速度vr勻速上升，則有（2）圖 1 左圖為重力場(chǎng)中油滴受力示意圖，右圖為電場(chǎng)中油滴受力示意圖由式（1）和（2）消去比例系數(shù)K，可解出q為（3）由式（3）可以看出，要測(cè)量油滴上電荷量q，需要分別測(cè)出m1、m2、E、vf、vr等物理量。由噴霧器噴出的油滴的半徑r是亞微米數(shù)量級(jí)，直接測(cè)量其質(zhì)量m1是困難的，為此希望消去m1，而代之以容易測(cè)量的量。設(shè)鐘表油與空氣的

6、密度分別為1、2，于是半徑為r的油滴的視重為（4）由斯托克斯定律，粘滯流體（此處為空氣）對(duì)球形運(yùn)動(dòng)物體的阻力與物體速度成正比，其比例系數(shù)K為6r，此處的為空氣粘度，r為物體半徑。于是可將式（4）代入式（1），有（5）因此（6）以此代入式（3）并整理得到（7）因此，如果測(cè)出vr、vf和、1、2、E等宏觀量即可得到q值。考慮到油滴的直徑與空氣分子的間隙相當(dāng)，空氣已不能看成是連續(xù)介質(zhì)，其空氣粘度需修正為（8）此處p為空氣壓強(qiáng)，b為修正常數(shù)，b=0.00823N/m，因此式（5）可修正為(9)由于半徑r在修正項(xiàng)中，當(dāng)精度要求不是太高時(shí)，油滴半徑由式（6）計(jì)算即可。將（6）代入（8）中，并以（8）代入式

7、（7），得（10）實(shí)驗(yàn)中常常固定油滴運(yùn)動(dòng)的距離s，通過(guò)測(cè)量油滴在距離s內(nèi)所需要的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t來(lái)求得其運(yùn)動(dòng)速度v，且電場(chǎng)強(qiáng)度d為平行平板間的距離，U為所加的電壓，因此，式（10）可寫成(11）式中有些量和實(shí)驗(yàn)儀器以及條件有關(guān)，選定之后在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不變，如d、s、（1-2）及等，將這些量與常數(shù)一起用C代表，可稱為儀器常數(shù)，于是式（11）簡(jiǎn)化成（11）由此可知，測(cè)量油滴上的電荷，只體現(xiàn)在U、tf、tr的不同。對(duì)同一油滴，tf相同，U與tr的不同，標(biāo)志著電荷的不同。2. 平衡法平衡測(cè)量法的出發(fā)點(diǎn)是使油滴在均勻電場(chǎng)中靜止在某一位置，或在重力場(chǎng)中作勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)油滴在電場(chǎng)中平衡時(shí)，油滴在兩極板間受到的電場(chǎng)力q

8、E、重力m1g和浮力m2g達(dá)到平衡，從而靜止在某一位置，即油滴在重力場(chǎng)中作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，情形同動(dòng)態(tài)測(cè)量法，將式（4）、（8）和（9）代入式（11）并注意到1/tr=0，則有（12）3. 元電荷的測(cè)量方法測(cè)量油滴上所帶電荷量q的目的是找出電荷的最小單位e。為此可以對(duì)不同的油滴，分別測(cè)出其所帶的電荷值qi，它們應(yīng)近似為元電荷的整數(shù)倍。油滴電荷量的最大公約數(shù)，或油滴帶電量之差的最大公約數(shù)，即為元電荷e。（為整數(shù)）（13）也可用作圖法求e值，根據(jù)式（13），e為直線方程的斜率，通過(guò)擬合直線即可求的e值。我們建議實(shí)驗(yàn)中選擇帶1-5個(gè)電子的油滴（具體的選擇方法會(huì)在后面提到），若油滴所帶的電子過(guò)多，則不好確定

9、該油滴所帶的電子個(gè)數(shù)。儀器介紹實(shí)驗(yàn)儀由主機(jī)、CCD成像系統(tǒng)、油滴盒、監(jiān)視器和噴霧器等部件組成。其中主機(jī)包括可控高壓電源、計(jì)時(shí)裝置、A/D采樣、視頻處理等單元模塊。CCD成像系統(tǒng)包括CCD傳感器、光學(xué)成像部件等。油滴盒包括高壓電極、照明裝置、防風(fēng)罩等部件。監(jiān)視器是視頻信號(hào)輸出設(shè)備。儀器部件示意如圖 2。圖 2 主機(jī)部件示意圖1、CCD盒 2、電源插座 3、調(diào)焦旋鈕 4、Q9視頻接口 5、光學(xué)系統(tǒng) 6、鏡頭 7、觀察孔 8、上極板壓簧 9、進(jìn)光孔10、光源 11、確認(rèn)鍵 12、狀態(tài)指示燈 13、平衡/提升切換鍵 14、0V/工作切換鍵 15、計(jì)時(shí)開始/結(jié)束切換鍵 16、水準(zhǔn)泡 17、電壓調(diào)節(jié)旋鈕

10、18、緊定螺釘 19、電源開關(guān) 20、油滴管收納盒安放環(huán) 21、調(diào)平螺釘(3顆)CCD模塊及光學(xué)成像系統(tǒng)用來(lái)捕捉暗室中油滴的像，同時(shí)將圖像信息傳給主機(jī)的視頻處理模塊。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以通過(guò)調(diào)焦旋鈕來(lái)改變物距，使油滴的像清晰地呈現(xiàn)在CCD傳感器的窗口內(nèi)。電壓調(diào)節(jié)旋鈕可以調(diào)整極板之間的電壓大小，用來(lái)控制油滴的平衡、下落及提升。計(jì)時(shí)“開始/結(jié)束”按鍵用來(lái)計(jì)時(shí)、“0V/工作”按鍵用來(lái)切換儀器的工作狀態(tài)、“平衡/提升”按鍵可以切換油滴平衡或提升狀態(tài)、“確認(rèn)”按鍵可以將測(cè)量數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，從而省去了每次測(cè)量完成后手工記錄數(shù)據(jù)的過(guò)程，使操作者把更多的注意力集中到實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上來(lái)。油滴盒是一個(gè)關(guān)鍵部件，具體構(gòu)成,如

11、圖 3所示。圖 3 油滴盒裝置示意圖1、噴霧口 2、進(jìn)油量開關(guān) 3、防風(fēng)罩 4、上極板 5、油滴室 6、下極板 7、油霧杯 8、上極板壓簧9、落油孔上、下極板之間通過(guò)膠木圓環(huán)支撐，三者之間的接觸面經(jīng)過(guò)機(jī)械精加工后可以將極板間的不平行度、間距誤差控制在0.01mm以下；這種結(jié)構(gòu)基本上消除了極板間的“勢(shì)壘效應(yīng)”及“邊緣效應(yīng)”，較好地保證了油滴室處在勻強(qiáng)電場(chǎng)之中，從而有效地減小了實(shí)驗(yàn)誤差。膠木圓環(huán)上開有兩個(gè)進(jìn)光孔和一個(gè)觀察孔，光源通過(guò)進(jìn)光孔給油滴室提供照明，而成像系統(tǒng)則通過(guò)觀察孔捕捉油滴的像。照明由帶聚光的高亮發(fā)光二極管提供，其使用壽命長(zhǎng)、不易損壞；油霧杯可以暫存油霧，使油霧不會(huì)過(guò)早地散逸；進(jìn)油量開

12、關(guān)可以控制落油量；防風(fēng)罩可以避免外界空氣流動(dòng)對(duì)油滴的影響。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟學(xué)習(xí)控制油滴在視場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，并選擇合適的油滴測(cè)量元電荷。要求至少測(cè)量5個(gè)不同的油滴，每個(gè)油滴的測(cè)量次數(shù)應(yīng)在5次。1. 調(diào)整儀器 水平調(diào)整調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀主機(jī)的調(diào)平螺釘旋鈕(俯視時(shí)，順時(shí)針平臺(tái)降低，逆時(shí)針平臺(tái)升高)，直到水準(zhǔn)泡正好處于中心（注：嚴(yán)禁旋動(dòng)水準(zhǔn)泡上的旋鈕）。將實(shí)驗(yàn)平臺(tái)調(diào)平，使平衡電場(chǎng)方向與重力方向平行以免引起實(shí)驗(yàn)誤差。極板平面是否水平?jīng)Q定了油滴在下落或提升過(guò)程中是否發(fā)生左右的漂移。 噴霧器調(diào)整將少量鐘表油緩慢地倒入噴霧器的儲(chǔ)油腔內(nèi)，使鐘表油湮沒提油管下方，油不要太多，以免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不慎將油傾倒至油滴盒內(nèi)堵塞落油孔。將噴

13、霧器豎起，用手?jǐn)D壓氣囊，使得提油管內(nèi)充滿鐘表油。 儀器硬件接口連接主機(jī)接線：電源線接交流220V/50Hz。監(jiān)視器：視頻線纜輸入端接“VIDEO”，另一Q9端接主機(jī)“視屏輸出”。DC12V適配器電源線接220V/50Hz交流電壓。前面板調(diào)整旋鈕自左至右依次為顯示開關(guān)、返回鍵、方向鍵、菜單鍵（建議亮度調(diào)整為20、對(duì)比度調(diào)整為100）。 實(shí)驗(yàn)儀聯(lián)機(jī)使用a、打開實(shí)驗(yàn)儀電源及監(jiān)視器電源，監(jiān)視器出現(xiàn)儀器名稱及研制公司界面。b、按主機(jī)上任意鍵：監(jiān)視器出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置界面，首先，設(shè)置實(shí)驗(yàn)方法，然后根據(jù)該地的環(huán)境適當(dāng)設(shè)置重力加速度、油密度、大氣壓強(qiáng)、油滴下落距離。“”表示左移鍵、“”表示為右移鍵、“+”表示數(shù)據(jù)設(shè)

14、置鍵。c、按確認(rèn)鍵后出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)界面：計(jì)時(shí)“開始/結(jié)束”鍵為結(jié)束、“0V/工作”鍵為0V、“平衡/提升”鍵為“平衡”。、CCD成像系統(tǒng)調(diào)整打開進(jìn)油量開關(guān)，從噴霧口噴入油霧，此時(shí)監(jiān)視器上應(yīng)該出現(xiàn)大量運(yùn)動(dòng)油滴的像。若沒有看到油滴的像，則需調(diào)整調(diào)焦旋鈕或檢查噴霧器是否有油霧噴出。2. 熟悉實(shí)驗(yàn)界面在完成參數(shù)設(shè)置后，按確認(rèn)鍵，監(jiān)視器顯示實(shí)驗(yàn)界面，如圖 4。不同的實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)界面有一定差異。（極板電壓）（計(jì)時(shí)時(shí)間）0 （電壓保存提示欄）（保存結(jié)果顯示區(qū)） （共5格） （下落距離欄）（距離標(biāo)志） （實(shí)驗(yàn)方法欄） （儀器生產(chǎn)廠家） 圖 4 實(shí)驗(yàn)界面示意圖極板電壓：實(shí)際加到極板的電壓，顯示范圍：01999V。計(jì)

15、時(shí)時(shí)間：計(jì)時(shí)開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間，顯示范圍：099.99S。電壓保存提示：將要作為結(jié)果保存的電壓，每次完整的實(shí)驗(yàn)后顯示。當(dāng)保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果后（即按下確認(rèn)鍵）自動(dòng)清零。顯示范圍同極板電壓。保存結(jié)果顯示：顯示每次保存的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，共5次，顯示格式與實(shí)驗(yàn)方法有關(guān)。（提升電壓） （平衡電壓）（上升時(shí)間） （下落時(shí)間）（平衡電壓）（下落時(shí)間）平衡法： 動(dòng)態(tài)法：當(dāng)需要?jiǎng)h除當(dāng)前保存的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，按下確認(rèn)鍵2秒以上，當(dāng)前結(jié)果被清除(不能連續(xù)刪)。下落距離：顯示設(shè)置的油滴下落距離。當(dāng)需要更改下落距離的時(shí)候，按住平衡、提升鍵2秒以上，此時(shí)距離設(shè)置欄被激活(動(dòng)態(tài)法1步驟和2步驟之間不能更改)，通過(guò) + 鍵（即平衡、提升

16、鍵）修改油滴下落距離，然后按確認(rèn)鍵確認(rèn)修改。距離標(biāo)志相應(yīng)變化。距離標(biāo)志：顯示當(dāng)前設(shè)置的油滴下落距離，在相應(yīng)的格線上做數(shù)字標(biāo)記，顯示范圍：0.2mm1.8mm。垂直方向視場(chǎng)范圍為2mm，分為10格，每格0.2mm。實(shí)驗(yàn)方法：顯示當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)方法（平衡法或動(dòng)態(tài)法），在參數(shù)設(shè)置界面設(shè)定。欲改變實(shí)驗(yàn)方法，只有重新啟動(dòng)儀器（關(guān)、開儀器電源）。對(duì)于平衡法，實(shí)驗(yàn)方法欄僅顯示“平衡法”字樣；對(duì)于動(dòng)態(tài)法，實(shí)驗(yàn)方法欄除了顯示“動(dòng)態(tài)法”以外，還顯示即將開始的動(dòng)態(tài)法步驟。如將要開始動(dòng)態(tài)法第一步(油滴下落)，實(shí)驗(yàn)方法欄顯示“1動(dòng)態(tài)法”。同樣，做完動(dòng)態(tài)法第一步驟，即將開始第二步驟時(shí)，實(shí)驗(yàn)方法欄顯示“2 動(dòng)態(tài)法”。儀器生產(chǎn)廠

17、家：顯示生產(chǎn)廠家。3. 選擇適當(dāng)?shù)挠偷尾⒕毩?xí)控制油滴（以平衡法為例） 怎樣選擇合適的油滴根據(jù)油滴在電場(chǎng)中受力平衡公式qv/d=4r3g/3以及多次實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)油滴的實(shí)際半徑在0.5-1m時(shí)最為適宜。若油滴過(guò)小，布朗運(yùn)動(dòng)影響明顯，平衡電壓不易調(diào)整，時(shí)間誤差也會(huì)增加；若油滴過(guò)大，下落太快，時(shí)間相對(duì)誤差增大，且油滴帶多個(gè)電子的幾率增加，前面說(shuō)到，我們希望合適的油滴最好帶1-5個(gè)電子。操作方法：三個(gè)參數(shù)設(shè)置按鍵分別為：“結(jié)束”、“工作”、“平衡”狀態(tài)，平衡電壓調(diào)為約400V。噴入油滴，調(diào)節(jié)調(diào)焦旋鈕，使屏幕上顯示大部分油滴，可見帶電多的油滴迅速上升出視場(chǎng)，不帶電的油滴下落出視場(chǎng)，約10s后油滴減少。選

18、擇那種上升緩慢的油滴作為暫時(shí)的目標(biāo)油滴，切換“0V/工作”鍵，這時(shí)極板間的電壓為0V，在暫時(shí)的目標(biāo)油滴中選擇下落速度為0.20.5格/s的作為最終的目標(biāo)油滴，調(diào)節(jié)調(diào)焦旋鈕使該油滴最小最亮。 平衡電壓的確認(rèn)目標(biāo)油滴聚焦到最小最亮后，仔細(xì)調(diào)整平衡時(shí)的“電壓調(diào)節(jié)”使油滴平衡在某一格線上，等待一段時(shí)間（大約兩分鐘），觀察油滴是否飄離格線。若油滴始終向同一方向飄離，則需重新調(diào)整平衡電壓；若其基本穩(wěn)定在格線或只在格線上下做輕微的布朗運(yùn)動(dòng)，則可以認(rèn)為油滴達(dá)到了力學(xué)平衡，這時(shí)的電壓就是平衡電壓。 控制油滴的運(yùn)動(dòng) （開始下落的位置） 0 （開始記時(shí)的位置） 。 油滴下落距離 。 。 1.6 （結(jié)束記時(shí)的位置）

19、（停止下落的位置） 圖 5 平衡法計(jì)時(shí)位置示意圖將油滴平衡在屏幕頂端的第一條格線上，將工作狀態(tài)按鍵切換至“0V”，綠色指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)上、下極板同時(shí)接地，電場(chǎng)力為零，油滴在重力、浮力及空氣阻力的作用下作下落運(yùn)動(dòng)。油滴是先經(jīng)一段變速運(yùn)動(dòng)，然后變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間非常短（小于0.01s，與計(jì)時(shí)器的精度相當(dāng)），所以可以認(rèn)為油滴是立即勻速下落的。當(dāng)油滴下落到有0標(biāo)記的格線時(shí)，立刻按下“計(jì)時(shí)”鍵，計(jì)時(shí)器開始記錄油滴下落的時(shí)間；待油滴下落至有距離標(biāo)志（1.6）的格線時(shí)，再次按下計(jì)時(shí)鍵，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)（計(jì)時(shí)位置見圖 5），此時(shí)油滴停止下落。“0V/工作”按鍵自動(dòng)切換至“工作”，“平衡/提升”按鍵處

20、于“平衡”，可以通過(guò)“確認(rèn)”鍵將此次測(cè)量數(shù)據(jù)記錄到屏幕上。將“平衡/提升”按鍵切換至“提升”，這時(shí)極板電壓在原平衡電壓的基礎(chǔ)上增加約200V的電壓，油滴立即向上運(yùn)動(dòng)，待油滴提升到屏幕頂端時(shí)，切換至“平衡”，找平衡電壓，進(jìn)行下一次測(cè)量。每顆油滴共測(cè)量5次，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出這顆油滴的電荷量。4. 正式測(cè)量實(shí)驗(yàn)可選用平衡法（推薦）、動(dòng)態(tài)法。實(shí)驗(yàn)前儀器必須調(diào)水平。平衡法 開啟電源，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面將工作狀態(tài)按鍵切換至“工作”，紅色指示燈點(diǎn)亮；將“平衡/提升”按鍵置于“平衡”。 將平衡電壓調(diào)整為400V左右，通過(guò)噴霧口向油滴盒內(nèi)噴入油霧，此時(shí)監(jiān)視器上將出現(xiàn)大量運(yùn)動(dòng)的油滴。選取合適的油滴，仔細(xì)調(diào)整平衡電壓U，

21、使其平衡在起始（最上面）格線上。 將“0V/工作”狀態(tài)按鍵切換至“0V”，此時(shí)油滴開始下落，當(dāng)油滴下落到有“0”標(biāo)記的格線時(shí)，立即按下計(jì)時(shí)開始鍵，同時(shí)計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，開始記錄油滴的下落時(shí)間t。 當(dāng)油滴下落至有距離標(biāo)記的格線時(shí)（例如：1.6），立即按下計(jì)時(shí)結(jié)束鍵，同時(shí)計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，油滴立即靜止，“0V/工作”按鍵自動(dòng)切換至“工作”。通過(guò)“確認(rèn)”按鍵將這次測(cè)量的“平衡電壓和勻速下落時(shí)間”結(jié)果同時(shí)記錄在監(jiān)視器屏幕上。 將“平衡/提升”按鍵置于“提升”，油滴將向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)回到高于有“0”標(biāo)記格線時(shí)，將“平衡/提升”鍵切換至平衡狀態(tài)，油滴停止上升，重新調(diào)整平衡電壓。（注意：如果此處的平衡電壓發(fā)生了突變，則

22、該油滴得到或失去了電子。這次測(cè)量不能作數(shù)，從步驟開始重新找油滴。） 重復(fù)，并將數(shù)據(jù)（平衡電壓V及下落時(shí)間t）記錄到屏幕上。當(dāng)5次測(cè)量完成后，按“確認(rèn)”鍵，系統(tǒng)將計(jì)算5次測(cè)量的平均平衡電壓和平均勻速下落時(shí)間，并根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算并顯示出油滴的電荷量q。 重復(fù)步，共找5顆油滴，并測(cè)量每顆油滴的電荷量。數(shù)據(jù)處理計(jì)算法：至少測(cè)量5顆油滴，記錄每顆油滴的電荷量，再，對(duì)商四舍五入取整后得到每顆油滴所帶電子個(gè)數(shù)；再得到每次測(cè)量的基本電荷，再求出n次測(cè)量的，與理論值比較求百分誤差及不確定度。作圖法：得到和對(duì)應(yīng)的后，以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)作圖，擬合得到的直線斜率即為基本電荷，與理論值比較求百分誤差及不確定度。

23、動(dòng)態(tài)法（選做） 動(dòng)態(tài)法分兩步完成，第一步驟是油滴下落過(guò)程，其操作同平衡法（參看平衡法）。完成第一步驟后，如果對(duì)本次測(cè)量結(jié)果滿意，則可以按下確認(rèn)鍵保存這個(gè)步驟的測(cè)量結(jié)果，如果不滿意，則可以刪除（刪除方法見前面所述）。 第一步驟完成后，油滴處于距離標(biāo)志格線以下。通過(guò)“0V/工作”鍵、“平衡/提升”鍵配合使油滴下偏距離“1.6”標(biāo)志格線一定距離。調(diào)節(jié)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕加大電壓，使油滴上升，當(dāng)油滴到達(dá)“1.6”標(biāo)志格線時(shí)，立即按下計(jì)時(shí)開始鍵，此時(shí)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；當(dāng)油滴上升到“0”標(biāo)記格線時(shí)，再次按下計(jì)時(shí)鍵，停止計(jì)時(shí)，但油滴繼續(xù)上升，再次調(diào)節(jié)“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕使油滴平衡于“0”格線以上（圖 6），按下“確認(rèn)”鍵保存本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖 6 動(dòng)態(tài)法計(jì)時(shí)位置示意圖 （停止上升的位置） 0 （結(jié)束記時(shí)的位置） 。 油滴上升距離 。 。 1.6 （開始記時(shí)的位置）（開始上升的位置） 重復(fù)以上步驟完成5