先看清油滴处于什么状态
视野中的亮点是油滴,横线是目镜刻线;极板间电场方向按向上设置。
油滴亮点
↑电场方向
速度取运动方向上的大小
有效重力:G′ = (ρ油 − ρ气)Vg
斯托克斯阻力:f = 6πηrv
在低雷诺数、忽略非定常流动修正的模型下,阻力近似为6πηrv;只有达到稳定终速,才能进一步令合力为零列力平衡式。
观测与仪器数据
环境参数(默认约 20 ℃)
加场后的运动模式
连续四段速度
教学判据:相对标准差 ≤ 5%尚未检验。先避开加电或换向后的启动段,再比较连续区间速度。
单滴计算记录
结果保留约 3 位有效数字;输入精度有限时,不把屏幕显示的末位当成真实精度。
有效重力 G′—已扣除空气浮力
无场阻力 ff—用于核对终速平衡
单滴电荷量 |q|—稳定终速后才给出
与基本电荷之比 |q|/e—e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C
力的量级
重力 G
—浮力 Fb
—加场阻力 fE
—当前模式的平衡式
等待稳定性检验
- 电场强度按 E = U/d 计算。
- 本台约定电场力向上,速度输入取大小。
- 先判断状态,再选择力平衡式。
等待数据
完成匀速检验,并确认已排除瞬态后再计算。
多滴电荷整数倍检验
把合格油滴加入记录,比较 |q| 与最接近的 ne。接近整数倍是量子化证据之一;少量数据、系统误差或油滴状态改变都可能造成偏离。
| 油滴 | |q| / C | |q|/e | 最接近 n | 相对偏差 | 判断 |
|---|---|---|---|---|---|
| 还没有合格记录 | |||||
建议记录多颗油滴,并优先检查偏差较大的观测。
模型边界:这里使用球形油滴、低雷诺数、均匀电场和稳定终速近似。真实实验还可能需要考虑滑移修正、温度对黏度的影响、极板间距与电压标定等系统误差。