密立根如何進行數據處理的

① 羅伯特·安德魯·密立根的研究成果

密立根油滴實驗，美國物理學家密立根所做的測定電子電荷的實驗。1907-1913年密立根用在電場和重力場中運動的帶電油滴進行實驗，發現所有油滴所帶的電量均是某一最小電荷的整數倍，該最小電荷值就是電子電荷。用噴霧器將油滴噴入電容器兩塊水平的平行電極板之間時，油滴經噴射後，一般都是帶電的。在不加電場的情況下，小油滴受重力作用而降落，當重力與空氣的浮力和粘滯阻力平衡時，它便作勻速下降，它們之間的關系是：mg=F1+B（1），式中：mg──油滴受的重力，F1──空氣的粘滯阻力，B──空氣的浮力。
令δ、ρ分別表示油滴和空氣的密度；a為油滴的半徑；η為空氣的粘滯系數；vg為油滴勻速下降速度。因此油滴受的重力為 mg=4/3πa^3δg(註：a^3為a的3次方，一下均是)，空氣的浮力 mg=4/3πa^3ρg，空氣的粘滯阻力f1=6πηaVg （流體力學的斯托克斯定律 ，Vg表示v下角標g）。於是（1）式變為：4/3πa^3δg=6πηaVg+4/3πa^3ρg，可得出油滴的半徑a=3(ηVg/2g(δ-ρ))^1/2（2），當平行電極板間加上電場時，設油滴所帶電量為q，它所受到的靜電力為qE，E為平行極板間的電場強度，E=U/d，U為兩極板間的電勢差，d為兩板間的距離。適當選擇電勢差U的大小和方向，使油滴受到電場的作用向上運動，以vE表示上升的速度。當油滴勻速上升時，可得到如下關系式：F2+m=qE+B（3），式中F2為油滴上升速度為Ve時空氣的粘滯阻力：F2=6πηaVe，由（1）、（3）式得到油滴所帶電量q為q=(F1+F2)/E=6πηad/(Vg+Ve)（4）。（4）式表明，按（2）式求出油滴的半徑a後，由測定的油滴不加電場時下降速度vg和加上電場時油滴勻速上升的速度vE，就可以求出所帶的電量q。注意上述公式的推導過程中都是對同一個油滴而言的，因而對同一個油滴，要在實驗中測出一組vg、vE的相應數據。用上述方法對許多不同的油滴進行測量。結果表明，油滴所帶的電量總是某一個最小固定值的整數倍，這個最小電荷就是電子所帶的電量e。將儀器接入220伏交流電源。高壓電源調節置於0位置，旋開油滴室蓋子，把水準器放置在上極板面上，利用調平螺釘將油滴室內的平行板電容器板面調節水平。調節顯微鏡目鏡，使分劃板刻線明顯清晰。再把大頭針插入上板小孔中，調節光源角度，直到從顯微鏡中觀察大頭針周圍光場最明亮、范圍最大和光強均勻為止，然後撥出大頭針擰上蓋子准備噴油。由於本步驟要調節電容器極板，謹防極板帶電，應由教師調節。用噴霧器將油滴噴入油滴室內，從顯微鏡中觀察油滴運動情況。實驗時先找一個合適的油滴（較小的油滴，運動較緩慢，所帶電量小於5個基本電量），使它自由落下，然後再加上電場使它向上運動（上升太快或太慢就適當調節電壓）。
這樣在重力和電場力交替作用下，讓油滴反復上升、下落若干次，在整個視場內都可以看得很清楚，否則需要重新選擇。用停表作記錄：記錄油滴n次下落一定的距離L（顯微鏡分劃板刻線的距離），所經歷的總時間tg總，記錄油滴n次上升同一距離L，所經歷的總時間tE總（兩次記錄必須是對同一油滴），用油滴所通過的總距離nL分別除以總時間tg總及tE總就得出vg和vE利用公式（4）算出油滴所帶的電量q。按照上述方法選取6－10個不同的油滴進行測量，計算它們各自所帶的電量。數據處理：本實驗只要求學生進行簡單的數字處理和分析。按書後的表格記錄數據和計算，該表是用國產油滴儀進行實驗所得到的一組數據。 是一個不斷發現問題並解決問題的過程。為了實現精確測量，他創造了實驗所必須的環境條件，例如油滴室的氣壓和溫度的測量和控制。開始他是用水滴作為電量的載體的，由於水滴的蒸發，不能得到滿意的結果，後來改用了揮發性小的油滴。最初，由實驗數據通過公式計算出的e值隨油滴的減小而增大，面對這一情況，密立根經過分析後認為導致這個謬誤的原因在於，實驗中選用的油滴很小，對它來說，空氣已不能看作連續媒質，斯托克斯定律已不適用，因此他通過分析和實驗對斯托克斯定律作了修正，得到了合理的結果。密立根的實驗裝置隨著技術的進步而得到了不斷的改進，但其實驗原理至今仍在當代物理科學研究的前沿發揮著作用，例如，科學家用類似的方法確定出基本粒子──誇克的電量。油滴實驗中將微觀量測量轉化為宏觀量測量的巧妙設想和精確構思，以及用比較簡單的儀器，測得比較精確而穩定的結果等都是富有啟發性的。

② 測量電子電荷的方法是密立根法,對其數據處理常採用什麼

．通過對帶電油滴在重力場和靜電場中運動的測量，驗證電荷的不連續性，並測定電子的電荷
2．了解、掌握密立根油滴實驗的設計思想、實驗方法和實驗技巧。
實驗原理
用油滴法測量電子的電荷，需要測量油滴的帶電量q，可以用靜態（平衡）測量法或動態（非平衡）測量法測q，也可以通過改變油滴的帶電量，用靜態法或動態法測量油滴帶電量的改變數。

③ 密立根油滴實驗數據處理

密立根油滴實驗報告
實驗題目：密立根油滴實驗——電子電荷的測量
『實驗目的』
1、 通過對帶電油滴在重力場和靜電場中運動的測量，驗證電荷的不連續性，並測定電子電荷的電荷值e。
2、 通過實驗過程中，對儀器的調整、油滴的選擇、耐心地跟蹤和測量以及數據的處理等，培養學生嚴肅認真和一絲不苟的科學實驗方法和態度。
3、 學習和理解密立根利用宏觀量測量微觀量的巧妙設想和構思。
『實驗原理』
用油滴法測量電子的電荷，可以用靜態（平衡）測量法或動態（非平衡）測量法，也可以通過改變油滴的帶電量，用靜態法或動態法測量油滴帶電量的改變數。

以下是幾組實驗數據：
第1粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%
第1粒油滴結果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%

第2粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%
第2粒油滴結果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%

第3粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%
第3粒油滴結果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%

第4粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%
第4粒油滴結果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%

第5粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數 204 10.01 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%
第5粒油滴結果 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%

第6粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 206 9.91 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%
第6粒油滴結果 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%

本次實驗最終結果: e=1.57e-19 誤差=1.86%

④ 密立根油滴實驗數據處理計算

油滴實驗（Oil-drop experiment），是羅伯特·安德魯·密立根與其學生哈維·福萊柴爾（Harvey Fletcher）於1909年在美國芝加哥大學瑞爾森物理實驗室（Ryerson Physical Laboratory）所進行的一項物理學實驗，該實驗首次測量出了電子的電荷量。[1][2][3][4][5]羅伯特·密立根因而獲得1923年的諾貝爾物理學獎。[4][5]

中文名
密立根油滴實驗
外文名
Oil-drop experiment[1]
地點
美國芝加哥大學[1]
領域
物理[1]
時間
1907-1913年[1]
快速
導航
實驗裝置

實驗的瑕疵

外部鏈接
簡介
油滴實驗（Oil-drop experiment），是羅伯特·密立根與哈維·福萊柴爾（Harvey Fletcher）在1909年所進行的一項物理學實驗。羅伯特·密立根因而獲得1923年的諾貝爾物理學獎。
此實驗的目的是要測量單一電子的電荷。方法主要是平衡重力與電力，使油滴懸浮於兩片金屬電極之間。並根據已知的電場強度，計算出整顆油滴的總電荷量。重復對許多油滴進行實驗之後，密立根發現所有油滴的總電荷值皆為同一數字的倍數，因此認定此數值為單一電子的電荷e：庫侖。[6]
實驗裝置
密立根設置了一個均勻電場，方法是將兩塊金屬板以水平方式平行排列，作為兩極，兩極之間可產生相當大的電位差。金屬板上有四個小洞，其中三個是用來將光線射入裝置中，另外一個則設有一部顯微鏡，用以觀測實驗。噴入平板中的油滴可經由控制電場來改變位置。
為了避免油滴因為光線照射蒸發而使誤差增加，此實驗使用蒸氣壓較低的油。其中少數的油滴在噴入平板之前，因為與噴嘴摩擦而獲得電荷，成為實驗對象。[6]
實驗的瑕疵
理查·費曼曾經在1974年，於加州理工學院的一場畢業典禮演說中敘述「草包族科學」（Cargo cult science）時提到：
從過往的經驗，我們學到了如何應付一些自我欺騙的情況。舉個例子，密立根做了個油滴實驗，量出了電子的帶電量，得到一個今天我們知道是不大對的答案。他的資料有點偏差，因為他用了個不準確的空氣粘滯系數數值。於是，如果你把在密立根之後、進行測量電子帶電量所得到的資料整理一下，就會發現一些很有趣的現象：把這些資料跟時間畫成坐標圖，你會發現這個人得到的數值比密立根的數值大一點點，下一個人得到的資料又再大一點點，下一個又再大上一點點，最後，到了一個更大的數值才穩定下來。
為什麼他們沒有在一開始就發現新數值應該較高？——這件事令許多相關的科學家慚愧臉紅——因為顯然很多人的做事方式是：當他們獲得一個比密立根數值更高的結果時，他們以為一定哪裡出了錯，他們會拚命尋找，並且找到了實驗有錯誤的原因。另一方面，當他們獲得的結果跟密立根的相仿時，便不會那麼用心去檢討。因此，他們排除了所謂相差太大的資料，不予考慮。我們現在已經很清楚那些伎倆了，因此再也不會犯同樣的毛病。
密立根油滴實驗60年後，史學家發現，密立根一共向外公布了58次觀測數據，而他本人一共做過140次觀測。他在實驗中通過預先估測，去掉了那些他認為有偏差，誤差大的數據。[6]
外部鏈接
（中文）模擬實驗動畫 -密立根油滴實驗
參考資料
[1] American Physical Society to commemorate University of Chicago as historic physics site in honor of Nobel laureate Robert Millikan．芝加哥大學官網 [引用日期2019-07-31]
[2] Breakthroughs: 1910s．芝加哥大學官網 [引用日期2019-07-31]
[3] Work of physicist Millikan continues to receive accolades．芝加哥大學官網 [引用日期2019-07-31]

⑤ 密立根油滴實驗 本實驗測量了5個油滴的電量後 ,如何進行數據處理得到的基本電荷量e值

某個數據約為1.6*10^(-19)C的幾倍，就將這個數據除以幾，得到基本電荷量e的一個測量值。
得到e的5個測量值之後，求出這5個測量值的平均值，將這個平均值作為e的測量結果。

⑥ 密立根油滴實驗數據處理

穆松梅
《物理與工程》2006年
第6期相關文獻
密立根油滴實驗數據處理的一種方法
密立根油滴實驗,是實驗物理學史上的經典實驗。因而是目前高校理工科及物理專業必做的實驗。它證明了電荷的不連續性.即所有電荷都是公認值基本電荷的整數倍。這樣就要求找出實驗測得

⑦ 密立根油滴實驗通過什麼數據處理方式獲得基本電荷的電量

密立根油滴實驗，先測量油滴平衡時的平衡點壓U和勻速下落l距離的下落時間t，代入公式可以求出油滴所帶的總電荷數Q。然後用這個總電荷數除以基本電荷的標准值e，並取整，計算油滴帶電荷數n。最後用Q/n，就可以獲得基本電荷測量值。

⑧ 密立根油滴實驗步驟

密立根油滴實驗步驟共有7步，步驟如下：

1、將儀器接入220伏交流電源。

2、高壓電源調節置於0位置，旋開油滴室蓋子，把水準器放置在上極板面上，利用調平螺釘將油滴室內的平行板電容器板面調節水平。

3、調節顯微鏡目鏡，使分劃板刻線明顯清晰。再把大頭針插入上板小孔中，調節光源角度，直到從顯微鏡中觀察大頭針周圍光場最明亮、范圍最大和光強均勻為止，然後撥出大頭針擰上蓋子准備噴油。

4、用噴霧器將油滴噴入油滴室內，從顯微鏡中觀察油滴運動情況。先找一個合適的油滴（大小合適，運動較緩慢），使它自由落下，然後再加上電場使它向上運動（上升太快則調小電壓或太慢就適當調大電壓）。

5、用停表作記錄：記錄油滴n次下落一定的距離L（顯微鏡分劃板刻線的距離），所經歷的總時間t1總，記錄油滴n次上升同一距離L，所經歷的總時間t2總（兩次記錄必須是對同一油滴）

6、用油滴所通過的總距離nL分別除以總時間t1總及t2總就得出vg和v利用公式算出油滴所帶的電量q。

7、按照上述方法選取5個不同的油滴進行測量，計算它們各自所帶的電量，取其平均值。

(8)密立根如何進行數據處理的擴展閱讀：

做實驗室應注意以下幾點：

1、噴霧時切勿將噴霧器插入油霧室，甚至將油倒出來，更不應該將油霧室拿掉後對准上電極板中央小孔噴油，否則會將油滴盒周圍搞臟，甚至把落油孔堵塞。

2、選擇大小合適的油滴是實驗的關鍵。大而亮的油滴，因其質量大，油滴帶電量也多，勻速下降一定距離的時間短，增加測量和數據處理誤差。而過小的油滴布朗運動明顯，且不易觀察。

3、測量油滴運動時間應在兩極板中間進行，太靠近上極板，小孔附近有氣流，電場也不均勻，若太靠近下極板，測量後油滴容易丟失。

⑨ 密立根油滴實驗步驟

密立根設置了一個均勻電場，方法是將兩塊金屬板以水平方式平行排列，作為兩極，兩極之間可產生相當大的電位差。金屬板上有四個小洞，其中三個是用來將光線射入裝置中，另外一個則設有一部顯微鏡，用以觀測實驗。噴入平板中的油滴可經由控制電場來改變位置。

為了避免油滴因為光線照射蒸發而使誤差增加，此實驗使用蒸氣壓較低的油。其中少數的油滴在噴入平板之前，因為與噴嘴摩擦而獲得電荷，成為實驗對象。

此實驗的目的是要測量單一電子的電荷。方法主要是平衡重力與電力，使油滴懸浮於兩片金屬電極之間。並根據已知的電場強度，計算出整顆油滴的總電荷量。重復對許多油滴進行實驗之後，密立根發現所有油滴的總電荷值皆為同一數字的倍數。

實驗步驟

一：淺盤中放適量水。

二：用膠頭管將配好的酒精油酸液滴入量筒，記下一毫升所用滴數。

三：撒上痱子粉。

四：往水面上抵一滴溶液。

五：面積穩定後把玻璃板放在淺盤上，用彩筆描出形狀。

六：將玻板放在坐標紙上算出面積S。

七算出一滴油酸體積V。八：D=V/S

(9)密立根如何進行數據處理的擴展閱讀：

油滴實驗，是羅伯特·安德魯·密立根與其學生哈維·福萊柴爾於1909年在美國芝加哥大學瑞爾森物理實驗室所進行的一項物理學實驗，該實驗首次測量出了電子的電荷量。羅伯特·密立根因而獲得1923年的諾貝爾物理學獎。

⑩ 密立根油滴實驗數據

密立根油滴實驗報告
實驗題目：密立根油滴實驗——電子電荷的測量
『實驗目的』
1、 通過對帶電油滴在重力場和靜電場中運動的測量，驗證電荷的不連續性，並測定電子電荷的電荷值e。
2、 通過實驗過程中，對儀器的調整、油滴的選擇、耐心地跟蹤和測量以及數據的處理等，培養學生嚴肅認真和一絲不苟的科學實驗方法和態度。
3、 學習和理解密立根利用宏觀量測量微觀量的巧妙設想和構思。
『實驗原理』
用油滴法測量電子的電荷，可以用靜態（平衡）測量法或動態（非平衡）測量法，也可以通過改變油滴的帶電量，用靜態法或動態法測量油滴帶電量的改變數。

以下是幾組實驗數據：
第1粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%
第1粒油滴結果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%

第2粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%
第2粒油滴結果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%

第3粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%
第3粒油滴結果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%

第4粒油滴數據 電壓(v) 下落時間(s) 電荷q 電子數n e值 誤差
第1次測量數據 224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%