油滴实验中数据处理的一种新方法

密立根油滴实验是大专院校物理实验课中的一个基本实验。该实验为了证实电荷的不连续性,即所有电荷都是基本电荷的整数倍,就应该求出实验测得的各个电荷值的最大公约数。然后算出每个带电油滴电荷量子数。这是油滴实验数据处理中最关键的一步。这个最大公约数现在普遍采用以下两种求法,但都存在较大的缺陷,一种是“倒     

密立根油滴实验数据的统计处理

密立根油滴实验的数据处理多采用密立根提出的求各油滴电荷值Ｑ的最大公约数的方法．众所周知，最大公约数适用于整数，而Ｑ值常非整数，且有随机误差．要确定基本电荷值ｅ（Ｑ的最小值），必须有大量Ｑ值，同时要区分随机误差和确有的小电荷值就得参考ｅ的已知值或约值．另外，有时测得油滴电荷值Ｑ约为０．５ｅ、１．５ｅ、２．５ｅ、……．面对这些根本性的困难，我们提出用统计直方图的新方法来处理数据，从而合理地确定基本电荷值．     

用微机处理密立根油滴实验数据

密立根油滴实验构思巧妙，方法简便，结论准确，目前仍是理工科物理专业学生的必做实验．该实验从设计出来至今也近百年了，实验仪器也被几度更新、改进，测量变得更加方便了．但其中的一个关键环节——数据处理（获得未知的基本电荷量）始终未能解决妥当．为了获得基本电荷量，必须求出一组油滴带电量的最大公约数，但实验存在误差，对一组有误差的数据求最大公约数是相当困难的，因此目前主要采用“倒过来验证”的方法进行数据处理，用实验测得的每个电荷值q除以公认的电子电荷值。一1．60X10－－‘’C．得到一个接近于某一整数n的数值，…     

基于Matlab用最大公约数法求电子电量

用Matlab程序辅助,在允许一定误差存在的情况下,给出了求正实数的最大公约数的函数,并把其运用于密立根油滴实验的数据处理中,求出了最小电荷电量。     

计算机编程在密立根油滴实验中的应用

用直线函数拟合了环境温度与空气粘滞系数的关系,并利用Visual Basic编写了密立根油滴实验的数据处理程序,提高了计算油滴带电量的准确性。利用Visual Basic程序的可视化界面形式体现,简化了数据处理过程。利用Origin软件对实验数据进行处理,直观显示了平衡电压、下落时间与油滴所带电荷数的关系。     

计算机编程在密立根油滴实验中的应用简

用直线函数拟合了环境温度与空气粘滞系数的关系,并利用VisualBasic编写了密立根油滴实验的数据处理程序,提高了计算油滴带电量的准确性。利用VisualBasic程序的可视化界面形式体现,简化了数据处理过程。利用Origin软件对实验数据进行处理,直观显示了平衡电压、下落时间与油滴所带电荷数的关系。     

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.     

关于密立根油滴实验中的几个问题探究

通过建立密立根油滴实验中油滴下落的动力学数学模型，解释了油滴从开始下落便可视作为匀速的“合理性”。同时从微观分子碰撞角度解释了空气黏滞系数修正因子“b”的物理意义。最后使用直接代入公式法、修正R公式法和迭代运算法三种实验数据处理方法计算元电荷值，并得出迭代运算的方法得出的数据更稳定且误差小的结论。     

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.     

油滴实验方法的研究

简要介绍密立根油滴实验的研究发展过程，分析了它在素质教育和教学改革方面给我们的启示。阐述了排序差分法求最大公约数的数学方法，设计了用天平称衡方法研究量子化概念的实验。     

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。     

油滴实验数据处理的计算机程序

目前,越来越多的高等学校把微机应用于物理实验,这方面我们也作了一定的尝试.我们参考了《物理实验》83年2期关于“油滴实验的数据处理”一文的作法,应用微机 PC—1500编制了油滴实验数据处理的计算机程序(用 BASIC 语言),在编制过程中我们发现该文有关求最大公约数的作法还不能普遍适用,有时会得出不合实际情况的结果,本文想就这个问题谈点粗浅看法,不对的请批评指正.     

有效数字、误差分析与实验条件的选择

对油滴实验和灵敏电流计实验进行了有效数字和误差分析,对前者的分析表明,不通过误差分析来选择实验条件,可能不能证明电荷的量子性;对后者的分析表明,如果不注意有效数字的匹配或者选择的数据处理方法不当,都会引起较大的误差甚至是错误.分析的结论被实验数据证实.     

密立根油滴实验数据处理的一种方法

以在重力场和静电场中运动的带电油滴为研究对象,提出了一种数据处理的方法,快速、准确地求解出基本电荷的电量,验证电荷的不连续性。     

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.     

基于大数据分析思路的油滴实验数据处理方法

本文基于大数据分析思路,提出了在密立根油滴实验中一种优化的公约数数据处理方法,即最大概率比值法。该方法是将实验所得到的密立根油滴实验数据两两相比,并将比值接近整数比的数据提出,找出出现频次(概率)最大的公约数并取平均,在不使用元电荷公认值的情况下,得到最终的元电荷的实验值。这样,避免了人为因素对数据处理过程中的干扰,同时处理的数据量越大,越容易得到更为精确的数据处理结果。     

油滴实验和偏倚期盼现象

提供了关于元电荷测试、有关密立根油滴实验以及其中数据处理的争议点的历史研究若干线索.简要介绍了一些相关文献,希有助于初涉这段历史的读者迅速接触核心.对可能长期存在的偏倚期盼现象作了较多摘引以期引起关注.     

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.     

密立根油滴实验中温度因素的影响：理论考量与实验校准

密立根油滴实验中，油滴荷电量的测量往往受各种误差的影响。研究发现，忽视温度变化对空气黏滞系数与油的密度的影响，是油滴实验中系统误差的主要来源，考虑其影响是获得理想的元电荷测定结果的必然要求。本研究设计了实时测温的实验方案，并根据温度变化校准实验参数。据此得到的元电荷测定结果，在本研究实验条件下，相对误差从未校准时的4%降至校准后的0.5%。实验结果验证了方案的可行性，以及对温度变化对参数影响所作修正的必要性。