密立根如何进行数据处理的

① 罗伯特·安德鲁·密立根的研究成果

密立根油滴实验，美国物理学家密立根所做的测定电子电荷的实验。1907-1913年密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷。用喷雾器将油滴喷入电容器两块水平的平行电极板之间时，油滴经喷射后，一般都是带电的。在不加电场的情况下，小油滴受重力作用而降落，当重力与空气的浮力和粘滞阻力平衡时，它便作匀速下降，它们之间的关系是：mg=F1+B（1），式中：mg──油滴受的重力，F1──空气的粘滞阻力，B──空气的浮力。
令δ、ρ分别表示油滴和空气的密度；a为油滴的半径；η为空气的粘滞系数；vg为油滴匀速下降速度。因此油滴受的重力为 mg=4/3πa^3δg(注：a^3为a的3次方，一下均是)，空气的浮力 mg=4/3πa^3ρg，空气的粘滞阻力f1=6πηaVg （流体力学的斯托克斯定律 ，Vg表示v下角标g）。于是（1）式变为：4/3πa^3δg=6πηaVg+4/3πa^3ρg，可得出油滴的半径a=3(ηVg/2g(δ-ρ))^1/2（2），当平行电极板间加上电场时，设油滴所带电量为q，它所受到的静电力为qE，E为平行极板间的电场强度，E=U/d，U为两极板间的电势差，d为两板间的距离。适当选择电势差U的大小和方向，使油滴受到电场的作用向上运动，以vE表示上升的速度。当油滴匀速上升时，可得到如下关系式：F2+m=qE+B（3），式中F2为油滴上升速度为Ve时空气的粘滞阻力：F2=6πηaVe，由（1）、（3）式得到油滴所带电量q为q=(F1+F2)/E=6πηad/(Vg+Ve)（4）。（4）式表明，按（2）式求出油滴的半径a后，由测定的油滴不加电场时下降速度vg和加上电场时油滴匀速上升的速度vE，就可以求出所带的电量q。注意上述公式的推导过程中都是对同一个油滴而言的，因而对同一个油滴，要在实验中测出一组vg、vE的相应数据。用上述方法对许多不同的油滴进行测量。结果表明，油滴所带的电量总是某一个最小固定值的整数倍，这个最小电荷就是电子所带的电量e。将仪器接入220伏交流电源。高压电源调节置于0位置，旋开油滴室盖子，把水准器放置在上极板面上，利用调平螺钉将油滴室内的平行板电容器板面调节水平。调节显微镜目镜，使分划板刻线明显清晰。再把大头针插入上板小孔中，调节光源角度，直到从显微镜中观察大头针周围光场最明亮、范围最大和光强均匀为止，然后拨出大头针拧上盖子准备喷油。由于本步骤要调节电容器极板，谨防极板带电，应由教师调节。用喷雾器将油滴喷入油滴室内，从显微镜中观察油滴运动情况。实验时先找一个合适的油滴（较小的油滴，运动较缓慢，所带电量小于5个基本电量），使它自由落下，然后再加上电场使它向上运动（上升太快或太慢就适当调节电压）。
这样在重力和电场力交替作用下，让油滴反复上升、下落若干次，在整个视场内都可以看得很清楚，否则需要重新选择。用停表作记录：记录油滴n次下落一定的距离L（显微镜分划板刻线的距离），所经历的总时间tg总，记录油滴n次上升同一距离L，所经历的总时间tE总（两次记录必须是对同一油滴），用油滴所通过的总距离nL分别除以总时间tg总及tE总就得出vg和vE利用公式（4）算出油滴所带的电量q。按照上述方法选取6－10个不同的油滴进行测量，计算它们各自所带的电量。数据处理：本实验只要求学生进行简单的数字处理和分析。按书后的表格记录数据和计算，该表是用国产油滴仪进行实验所得到的一组数据。 是一个不断发现问题并解决问题的过程。为了实现精确测量，他创造了实验所必须的环境条件，例如油滴室的气压和温度的测量和控制。开始他是用水滴作为电量的载体的，由于水滴的蒸发，不能得到满意的结果，后来改用了挥发性小的油滴。最初，由实验数据通过公式计算出的e值随油滴的减小而增大，面对这一情况，密立根经过分析后认为导致这个谬误的原因在于，实验中选用的油滴很小，对它来说，空气已不能看作连续媒质，斯托克斯定律已不适用，因此他通过分析和实验对斯托克斯定律作了修正，得到了合理的结果。密立根的实验装置随着技术的进步而得到了不断的改进，但其实验原理至今仍在当代物理科学研究的前沿发挥着作用，例如，科学家用类似的方法确定出基本粒子──夸克的电量。油滴实验中将微观量测量转化为宏观量测量的巧妙设想和精确构思，以及用比较简单的仪器，测得比较精确而稳定的结果等都是富有启发性的。

② 测量电子电荷的方法是密立根法,对其数据处理常采用什么

．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，并测定电子的电荷
2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。
实验原理
用油滴法测量电子的电荷，需要测量油滴的带电量q，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法测q，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

③ 密立根油滴实验数据处理

密立根油滴实验报告
实验题目：密立根油滴实验——电子电荷的测量
‘实验目的’
1、 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，并测定电子电荷的电荷值e。
2、 通过实验过程中，对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。
3、 学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。
‘实验原理’
用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

以下是几组实验数据：
第1粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%
第1粒油滴结果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%

第2粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%
第2粒油滴结果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%

第3粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%
第3粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%

第4粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%
第4粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%

第5粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数 204 10.01 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%
第5粒油滴结果 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%

第6粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 206 9.91 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%
第6粒油滴结果 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%

本次实验最终结果: e=1.57e-19 误差=1.86%

④ 密立根油滴实验数据处理计算

油滴实验（Oil-drop experiment），是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔（Harvey Fletcher）于1909年在美国芝加哥大学瑞尔森物理实验室（Ryerson Physical Laboratory）所进行的一项物理学实验，该实验首次测量出了电子的电荷量。[1][2][3][4][5]罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。[4][5]

中文名
密立根油滴实验
外文名
Oil-drop experiment[1]
地点
美国芝加哥大学[1]
领域
物理[1]
时间
1907-1913年[1]
快速
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实验装置

实验的瑕疵

外部链接
简介
油滴实验（Oil-drop experiment），是罗伯特·密立根与哈维·福莱柴尔（Harvey Fletcher）在1909年所进行的一项物理学实验。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。
此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷e：库仑。[6]
实验装置
密立根设置了一个均匀电场，方法是将两块金属板以水平方式平行排列，作为两极，两极之间可产生相当大的电位差。金属板上有四个小洞，其中三个是用来将光线射入装置中，另外一个则设有一部显微镜，用以观测实验。喷入平板中的油滴可经由控制电场来改变位置。
为了避免油滴因为光线照射蒸发而使误差增加，此实验使用蒸气压较低的油。其中少数的油滴在喷入平板之前，因为与喷嘴摩擦而获得电荷，成为实验对象。[6]
实验的瑕疵
理查·费曼曾经在1974年，于加州理工学院的一场毕业典礼演说中叙述“草包族科学”（Cargo cult science）时提到：
从过往的经验，我们学到了如何应付一些自我欺骗的情况。举个例子，密立根做了个油滴实验，量出了电子的带电量，得到一个今天我们知道是不大对的答案。他的资料有点偏差，因为他用了个不准确的空气粘滞系数数值。于是，如果你把在密立根之后、进行测量电子带电量所得到的资料整理一下，就会发现一些很有趣的现象：把这些资料跟时间画成坐标图，你会发现这个人得到的数值比密立根的数值大一点点，下一个人得到的资料又再大一点点，下一个又再大上一点点，最后，到了一个更大的数值才稳定下来。
为什么他们没有在一开始就发现新数值应该较高？——这件事令许多相关的科学家惭愧脸红——因为显然很多人的做事方式是：当他们获得一个比密立根数值更高的结果时，他们以为一定哪里出了错，他们会拼命寻找，并且找到了实验有错误的原因。另一方面，当他们获得的结果跟密立根的相仿时，便不会那么用心去检讨。因此，他们排除了所谓相差太大的资料，不予考虑。我们现在已经很清楚那些伎俩了，因此再也不会犯同样的毛病。
密立根油滴实验60年后，史学家发现，密立根一共向外公布了58次观测数据，而他本人一共做过140次观测。他在实验中通过预先估测，去掉了那些他认为有偏差，误差大的数据。[6]
外部链接
（中文）模拟实验动画 -密立根油滴实验
参考资料
[1] American Physical Society to commemorate University of Chicago as historic physics site in honor of Nobel laureate Robert Millikan．芝加哥大学官网 [引用日期2019-07-31]
[2] Breakthroughs: 1910s．芝加哥大学官网 [引用日期2019-07-31]
[3] Work of physicist Millikan continues to receive accolades．芝加哥大学官网 [引用日期2019-07-31]

⑤ 密立根油滴实验 本实验测量了5个油滴的电量后 ,如何进行数据处理得到的基本电荷量e值

某个数据约为1.6*10^(-19)C的几倍，就将这个数据除以几，得到基本电荷量e的一个测量值。
得到e的5个测量值之后，求出这5个测量值的平均值，将这个平均值作为e的测量结果。

⑥ 密立根油滴实验数据处理

穆松梅
《物理与工程》2006年
第6期相关文献
密立根油滴实验数据处理的一种方法
密立根油滴实验,是实验物理学史上的经典实验。因而是目前高校理工科及物理专业必做的实验。它证明了电荷的不连续性.即所有电荷都是公认值基本电荷的整数倍。这样就要求找出实验测得

⑦ 密立根油滴实验通过什么数据处理方式获得基本电荷的电量

密立根油滴实验，先测量油滴平衡时的平衡点压U和匀速下落l距离的下落时间t，代入公式可以求出油滴所带的总电荷数Q。然后用这个总电荷数除以基本电荷的标准值e，并取整，计算油滴带电荷数n。最后用Q/n，就可以获得基本电荷测量值。

⑧ 密立根油滴实验步骤

密立根油滴实验步骤共有7步，步骤如下：

1、将仪器接入220伏交流电源。

2、高压电源调节置于0位置，旋开油滴室盖子，把水准器放置在上极板面上，利用调平螺钉将油滴室内的平行板电容器板面调节水平。

3、调节显微镜目镜，使分划板刻线明显清晰。再把大头针插入上板小孔中，调节光源角度，直到从显微镜中观察大头针周围光场最明亮、范围最大和光强均匀为止，然后拨出大头针拧上盖子准备喷油。

4、用喷雾器将油滴喷入油滴室内，从显微镜中观察油滴运动情况。先找一个合适的油滴（大小合适，运动较缓慢），使它自由落下，然后再加上电场使它向上运动（上升太快则调小电压或太慢就适当调大电压）。

5、用停表作记录：记录油滴n次下落一定的距离L（显微镜分划板刻线的距离），所经历的总时间t1总，记录油滴n次上升同一距离L，所经历的总时间t2总（两次记录必须是对同一油滴）

6、用油滴所通过的总距离nL分别除以总时间t1总及t2总就得出vg和v利用公式算出油滴所带的电量q。

7、按照上述方法选取5个不同的油滴进行测量，计算它们各自所带的电量，取其平均值。

(8)密立根如何进行数据处理的扩展阅读：

做实验室应注意以下几点：

1、喷雾时切勿将喷雾器插入油雾室，甚至将油倒出来，更不应该将油雾室拿掉后对准上电极板中央小孔喷油，否则会将油滴盒周围搞脏，甚至把落油孔堵塞。

2、选择大小合适的油滴是实验的关键。大而亮的油滴，因其质量大，油滴带电量也多，匀速下降一定距离的时间短，增加测量和数据处理误差。而过小的油滴布朗运动明显，且不易观察。

3、测量油滴运动时间应在两极板中间进行，太靠近上极板，小孔附近有气流，电场也不均匀，若太靠近下极板，测量后油滴容易丢失。

⑨ 密立根油滴实验步骤

密立根设置了一个均匀电场，方法是将两块金属板以水平方式平行排列，作为两极，两极之间可产生相当大的电位差。金属板上有四个小洞，其中三个是用来将光线射入装置中，另外一个则设有一部显微镜，用以观测实验。喷入平板中的油滴可经由控制电场来改变位置。

为了避免油滴因为光线照射蒸发而使误差增加，此实验使用蒸气压较低的油。其中少数的油滴在喷入平板之前，因为与喷嘴摩擦而获得电荷，成为实验对象。

此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数。

实验步骤

一：浅盘中放适量水。

二：用胶头管将配好的酒精油酸液滴入量筒，记下一毫升所用滴数。

三：撒上痱子粉。

四：往水面上抵一滴溶液。

五：面积稳定后把玻璃板放在浅盘上，用彩笔描出形状。

六：将玻板放在坐标纸上算出面积S。

七算出一滴油酸体积V。八：D=V/S

(9)密立根如何进行数据处理的扩展阅读：

油滴实验，是罗伯特·安德鲁·密立根与其学生哈维·福莱柴尔于1909年在美国芝加哥大学瑞尔森物理实验室所进行的一项物理学实验，该实验首次测量出了电子的电荷量。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。

⑩ 密立根油滴实验数据

密立根油滴实验报告
实验题目：密立根油滴实验——电子电荷的测量
‘实验目的’
1、 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，并测定电子电荷的电荷值e。
2、 通过实验过程中，对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等，培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。
3、 学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。
‘实验原理’
用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。

以下是几组实验数据：
第1粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%
第1粒油滴结果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92%

第2粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%
第2粒油滴结果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%

第3粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%
第3粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50%

第4粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差
第1次测量数据 224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%