空气的浮力与不连续性对密立根油滴实验测量值影响的定量分析

密立根油滴实验通过测定带电油滴所带的电荷量来测定基本电荷的电荷量,并验证电荷的量子化效应.为了实验的方便,一些常用实验方法中将油滴所受空气浮力忽略,甚至忽略空气的不连续性对空气粘滞系数的影响,导致了测量结果的系统误差.基于静态法,定量讨论空气浮力及其不连续性对油滴电荷量测量结果的影响,发现忽略空气浮力所产生的相对误差不超过0.1%,而忽略空气的不连续性所产生的相对误差可以超过15%.因此,在实验中必须考虑空气的不连续性对空气的粘滞系数的影响,从而提高油滴带电荷量测量的精度.     

密立根油滴实验再认识

密立根油滴实验用于证明电荷量子化是合适的,但要将电荷量测量准确就不容易了,需要克服诸多实验上的困难,很多人借助"后期算法"进行修饰.油滴的布朗运动是一个重要因素,它对油滴平衡电压和下落时间都有影响,若合理应对,还是能改善测量的准确性,再结合电量-编号作图法,可以简洁地证明电荷量子化,并求得元电荷较为准确的值.本文还分析了电荷量测量误差的分布特点,并用测量数据有效数字的限制进行了恰当的解释,为选取合适的油滴奠定了理论基础.     

密立根油滴实验问题三则

密立根油滴实验在教学上依然存在诸多问题,比如元电荷的测量值偏差较大、元电荷的“目标函数法”求解方法问题以及油滴仪上紫外灯的使用等,若处理不好,会影响教学效果.本文认为元电荷的测量值偏差较大与显微镜分划板的准确性有关,也与实验者没有对油滴像调焦有关.“目标函数法”求解元电荷精度较高,本文对此用法进行了梳理,澄清了难点.紫外灯不能仅仅做为改变油滴电量的手段,本文从初始带有一个元电荷的油滴开始,通过测量每次电离之后的平衡电压,用电压的比值可以直观地证明电量量子化.     

利用最小二乘法处理密立根油滴实验数据

从密立根油滴实验可以比较容易地看出油滴所带电荷量是不连续变化的,但是要确定基本电荷量却并不容易.本文旨在介绍一种基于最小二乘法原理的密立根油滴实验的数据处理新方法.     

密立根油滴实验的数据处理方法研究

在密立根油滴实验中,对大量油滴电荷量数据,首先利用极端数据剔除法找到最佳的电荷量分割区间,然后用峰值法和聚类分析方法分别确定不同电荷量区间实验数据分布的中心.用峰值法和聚类分析方法得到的元电荷量值分别为1.525×10~(-19) C和1.527 1×10~(-19) C,与公认值e=1.60×10~(-19) C的相对偏差分别为4.7%和4.6%,满足了实验要求.     

基于统计推断的油滴实验数据处理

基于统计推断中对总体参数的区间估计,由对应样本的电荷测得值求得油滴带电量对单元电荷整倍数的总平均偏离量的区间估计.同时讨论了教学实验中样本容量的选取问题.给出由样本观察值对单元电荷量值的估计.     

基于演化算法求解电子电荷量e的值

应用演化算法的智能寻优直接求出一组有误差油滴电荷量的最大公约数,得到了电子电荷量e的值．     

密立根油滴实验数据处理的多重差值法

利用多层次作差和求平均的多重差值法改进了密立根油滴电量逐项相减法.多重差值法既保留了油滴电量逐项相减法简单直观而且易于得到电荷不连续性的优点,又克服了其一般情况下得到的基本电荷电量测量值偏小的缺点.     

密立根油滴实验中油滴带电荷数的辅助分析

本根据密立根油滴实验中计算油滴带电量的公式，利用Matlab编程，分析油滴带电量与油滴下落时间和平衡电压的关系，得到多重曲线，根据曲线可以简洁直观的判断油滴的带电荷数，为选择合适的油滴提供了理论上的判断依据。     

投影式油滴实验仪

基本电荷是原子物理学中重要的物理量之一;用油滴法测定基本电荷,就是应用宏观物体运动规律以证明电荷的不连续性,原理通俗易懂,是很有名的经典实验之一。自从1911年由Robert·A·Willikan创造的用油滴法测量电荷,是利用长焦距低放大倍数望远镜来进行观察测量以来,长时期中,国内外沿用望远镜读数的方法来作油滴实验。基本没有改变。最近为近代物理实验课开出油滴实验,利用氦氖激光器作光源,通过透镜组