密立根油滴实验中的布朗运动

在进行密立根油滴实验时,如果选择的油滴过小,油滴会有明显的布朗运动,造成测得的下落时间与理想下落时间存在偏差.本文对密立根油滴实验中油滴的下落问题进行了实验观察和理论研究,并基于朗之万理论,求解了描述油滴运动的随机微分方程.通过引入单次下落时间偏差和多次下落时间偏差分别考察了油滴布朗运动的剧烈程度以及布朗运动对油滴下落时间的影响.结果表明,实验中由于实验次数有限,当油滴比较小时油滴的布朗运动对于实验的影响仍然需要考虑.     

密立根油滴实验中水平调节的重要性

从理论上研究了密立根油滴实验仪水平调节的原因及重要性.仅有电极板倾斜或油滴仪整体倾斜时,油滴每次上升都有横向移动,5次上升横向漂移大于油滴仪的测量窗口宽度,实验无法完成.因此在密立根油滴实验中,仪器水平调节不但决定测量结果误差,而且决定实验能否完成.     

密立根实验所用油滴粘滞系数对电子电量测量精确度影响规律的研究

本实验选取三种不同粘滞系数的油滴对密立根实验中影响电子电量测量精确度的物理因素、规律及其机制进行了研究.发现测量相对误差及其分布范围随油滴粘滞系数的增加而减少,随油滴下落时间的增加而增加.前者归因于油滴粘滞系数大,造成油滴体积、表面积、摩擦力增大,从而带电量大;后者归因于布朗运动对油滴下落时间测量产生的误差.     

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.     

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.     

密立根油滴条件的Mathematica图示

本分析了密立根油滴实验中可分辨基本电荷数目的油滴电量最大误差,并借助数学软件Mathematica作出油滴电量、油滴电量误差和基本电荷误差等曲线图。再分析曲线图得出油滴条件的直观图示。此图示为密立根油滴实验提供了很好的油滴选取依据。     

基于调制场方法的密立根油滴实验

物理实验教学中常用测量方法的局限性,导致密立根油滴实验仅能满足定性或半定量分析的教学要求.通过在平衡电场上叠加一低频调制电场共同作用的实验技术改造,可以有效、准确地测量油滴荷电量和半径.根据调制电场中荷电油滴的动力学分析所获得的理论公式,阐明了调制场技术的实验操作及测量方法.由于该方法能有效地提高实验测量效率,因此有助于获得更多数据进行实验结果定量分析.     

用α射线改变密立根实验中油滴的荷电量

Millikan油滴实验是综合性大学近代物理实验大纲规定的一个必排实验,目前开设此实验的院校有的是对不同的油滴进行测量,有的是对同一个油滴,改变其带电量进行观测,后一种方法在分析数据时较为简便。改变油滴带电量的方法有多种,如用X射线、激光、电火花、γ射线(Co~(0))等等。考虑到这些方法多数不安全,所需设备又庞杂,我们采用了α源改变油滴电量,这种方法简易可行.使用安全,大大简化设     

密立根油滴实验的不确定度分析

密立根油滴实验中,油滴携带电荷量越多,通常测量误差越大.从不确定度的计算出发,利用数值模拟,定量分析了如何在保证测量精度的情况下尽可能测量多个不同电荷量的油滴.我们的结果对于准确测量提供了理论依据.     

密立根油滴实验中的一个小问题

分析了密立根油滴实验中油滴从静止到匀速直线运动的过程,讨论了油滴从静止开始下落到匀速直线运动状态所经历的时间,并在实验课的教学中给出加速驰豫过程时间量的概念.     

密立根油滴实验中一个不能忽视的小问题

本文分析了油滴从静止到匀速的过程,讨论了密立根油滴实验中油滴从静止开始下落到匀速直线运动状态所用的时间.在实验课的教学中给了学生关于加速弛豫过程时间量的概念,排除了测量过程中困扰学生的一个重要因素.     

Millikan定律失效的实验证明

本世纪20年代初期,Millikan曾用油滴实验精确地测定了电子电荷.他得出了油滴下落速度的定律.近来美国Lehigh大学的Kim和Fedele仔细研究了不同半径的油滴在可变气压氮气布朗室中的运动[1].他们得到的实验结果表明:对于较大下落速度的粒子,粒子速度与布朗室气体密度的关系和Milli     

实心与空心锥形喷雾与热多孔介质相互作用的数值研究

在KIVA-3V中增加了油滴碰撞热多孔介质壁面的碰撞模型、传热模型及空心喷雾的线性不稳定性液膜破碎模型(LISA).在多孔介质结构简化描述的基础上,详细模拟了实心喷雾与空心锥形油雾与热多孔介质之间的碰撞过程.针对Senda等人的实验进行了数值计算,油束碰壁后油滴和油蒸汽分布的数值计算结果与实验结果吻合得很好.计算结果表明油雾在碰撞到热多孔介质后,油束会发生分裂,为油滴的快速蒸发和油蒸汽与空气充分混合创造了前提.油滴初始动能相同的条件下,空心喷雾的油滴穿越多孔介质的可能性比实心喷雾要小.     

Monte Carlo法模拟油滴的理论分布

在密立根油滴实验中,应用Monte Carlo法数值地模拟实验室条件下可能的油滴带电量Q、平衡电压U和匀速运动时间t的理论分布,分别从三维分布、时间分布及数量方面比较3种选择油滴的标准,给出较合理的结论.     

油水两相分散流的相界面浓度输运方程研究

通过对连续相湍流导致的油滴聚合和破裂现象的合理模化,本文建立了适用于垂直上升管油水两相分散流的相界面浓度输运方程.其中对连续相湍流驱动油滴随机碰撞引起的聚合现象模化时,考虑了两油滴间连续相液膜排出过程中的凹面膜效应.而在描述油滴与湍流涡随机碰撞导致的破裂现象时,考虑了破裂过程所产生油滴的大小不等的因素.利用所建立的相界面浓度输运方程对沿实验段轴向的相界面浓度变化进行了预测,结果与实验数据比较表明吻合很好.     

密立根油滴实验中油滴选取的研究

理论分析模拟了油滴下落时间与油滴半径的关系、油滴带电量子数与下落时间和平衡电压的变化关系,理论证实了平衡电压在150～400 V,下落时间在10～30 s附近的油滴为最佳油滴,探索提炼出油滴选取的方法和技巧,为学生理解和完成密立根油滴实验提供帮助。     

密立根油滴仪照明装置的改进

密立根油滴仪照明装置的常见故障有 :1 )照明灯 (2 .2 V)不聚焦 ,本身不亮或亮度不够 ,导致视场过暗 ,影响操作 .2 )照明灯过亮 ,观察油滴时眼睛疲劳 ,导致测量结果误差增加 .3 )照明系统散热不畅 ,导致灯泡寿命太短 ,浪费资源 .为了克服照明装置对学生实验带来的不便 ,笔者对原装置进行了改进 ,具体方法是 :1 )因发光二极管使用寿命长、发热量少且热对流小 ,所以照明灯采用耐压 6V的发光二极管 .选取绿色发光管实验 ,可以减轻长时间实验引起的眼睛疲劳 .2 )照明灯 6V电源可以由油滴仪电源内多抽头变压器提供 .由于油滴仪电源开关的氖灯正…     

密立根油滴实验中影响油滴带电的因素及对策

研究了密立根油滴实验中影响油滴带电的因素，得出了由于温度的升高而引起实验用油粘滞系数降低，从而使油滴带电几率下降的结论，同时提出了增加油滴带电几率的相应对策。     

密立根油滴实验中一些问题的分析探讨

针对密立根油滴实验教学过程中出现的教学和实验难点,以实验原理为依据,对实验过程中涉及的原理、油滴的选择和基本电荷的计算等关键问题进行了系统的讨论。比较了不同油滴和数据处理方法对测量误差的影响。     

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...