密立根油滴仪通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定电子电荷电量e ;测量悬浮在空气中微粒的布朗运动。 密立根油滴仪由稳压电源、数字电压表、数字秒表、油雾室、上下电板及显微镜、CCD电子显示系统组成，是一个集光、机、电于一体的仪器，具有综合设计小巧精干，使用方便等特点。
密立根油滴仪可以测定油滴的电量，并可验证电荷的量子性，即任何带电体所带的电量都是基本电荷的整数倍。密立根油滴仪的设计思想巧妙，其测量油滴电量的方法筒单，而结果却具有不容置疑的说服力。
一、教学目的
1． 领会密立根油滴实验的设计思想。
2． 掌握密立根油滴仪的使用方法。
3． 运用密立根油滴仪测定油滴的电量，并验证电荷的量子性。
二、教学要求
1． 提交符合要求的预习报告；
2． 实验操作在三小时内完成，操作正确，数据合格；
3． 写出合格的实验报告。
三、教学重点和难点
重点：密立根油滴实验的设计思想；
密立根油滴仪的使用方法；
油滴平衡电压及其匀速运动2.00mm所用的时间的测量。
难点：密立根油滴仪的调节；
测量显微镜的聚焦；
油滴匀速运动2.00mm所用的时间的测量。
四、讲解内容（约１５分钟）
1． 提问：当带电油滴在电场中处于静态平衡时，受到几个力作用？这几个力之间存在什么关系？
回答：当带电油滴在电场中处于静态平衡时，油滴受到２个力的作用，分别是：重力、电场力。这两个力的大小相等，方向相反，如图１所示。
mg
qE
图１
qE= mg（１） 式中，q是带电油滴的电量，E是电场强度，m是油滴的质量，g重力加速度。
2． 提问：密立根油滴仪是如何得出电场强度Ｅ的大小？
回答：在两平行板产生的电场中，电场强度Ｅ的大小与平行板之间的电势差Ｕ的关系是：
Ｅ＝ （２）
式中，d是两平行板之间的距离。因此，只要测出Ｕ、d的大小，即可得到电场强度Ｅ。
3． 提问：如何用密立根油滴仪测出带电油滴的质量m？
回答：因为油滴的质量很小，因而其测量方法如下。当平行板间不加电压时，油滴在重力的作
用下降落，在降落过程中将受到空气阻力的作用。因而，当下落一定距离后，油滴将匀速运动，
此时，空气阻力的大小等于重力的大小，即
mg=6πηrv （３）
式中，r是油滴的半径，是空气的粘滞系数，v是油滴匀速下降的速度。再根据油滴的质量
m=4πr3ρ／３ （４）
及空气粘滞系数的修正式
η／＝η／（１＋b/pr） （５）
可得出油滴的质量表达式
m=πρ[?]3/2 (６)
式中，ρ是油滴的密度，b是修正系数，p是大气压强。
4． 提问：本实验测量油滴所带电量的计算式是什么？
回答：油滴所带电量的计算式是：
q=? （）７
5． 提问：密立根油滴仪的电压表上显示的电压值是哪一个电压的值？
回答：密立根油滴仪的电压表上显示的电压值是平衡电压的电压值。升降电压的大小可以调节，但其大小不能显示出来。
6． 提问：密立根油滴仪上的紫外灯的作用是什么？
回答：紫外灯的作用是改变油滴所带的电量。
7． 提问：如果分划板没有调节好，对实验结果有无影响？
回答：如果分划板没有放正，则会影响油滴匀速运动２.00mm所用时间的测量。
8． 提问：在仪器调节中，使视场中能观察到清晰油滴的关键是什么？
回答：在本实验测量中，一定要能观察到清晰的油滴。而能观察到清晰油滴的关键是测量显微镜的调焦。
9． 提问：在调平衡电压的同时，能否加上升降电压？
回答：在调平衡电压时，不能加上升降电压。平衡电压的作用是：当该电压产生的电场作用于油滴上时，其作用力等于油滴的重力，从而计算出该油滴的电量。如果在调平衡电压时，加上升降电压，则平衡电压产生的电场对油滴的作用力不等于油滴的重力。
10． 提问：实验中测量油滴匀速运动的时间t时，如何保证油滴作匀速运动？
回答：实验中测量油滴匀速运动的时间t时，将油滴移至视场的上方，等油滴运动一定距离后才开始计时，这样可保证油滴作匀速运动。
11． 提问：长时间地监测一颗油滴，由于挥发使油滴质量不断减少，它将影响哪些量的测量？
回答：长时间地监测一颗油滴，由于挥发将使油滴的质量不断减少，油滴的半径也会减小，因此，与油滴的质量、半径有关的物理量也会发生变化，如油滴的重力及油滴所受到的空气阻力等，这将导至平衡电压的减小、油滴匀速下降２.００mm所用的时间增大。但由于油滴质量的减少同时引起了这两个量的变化，因此，油滴质量的减少对油滴电荷的测定影响不大。
12． 提问：在选择被测油滴时，希望油滴所带电量多还是少？为什么？
回答：在选择被测油滴时，希望油滴所带的电量少。当油滴所带电量比较多时，由于在测量过程中存在误差，使得油滴所带的电量与电子的电量之比有可能处于两个整数之间，从而无法判断油滴所带的电量是电子电量的多少倍。（强调将油从喷雾口中喷入时，只喷入一次即可）
