摘 要：密立根油滴实验选择合适平衡电压以及油滴是实验成败的关键，本文以科大奥瑞仿真软件为平台，展示了静态法测量密立根油滴所带电量的参数以及取值范围，为学生深刻理解实验提供帮助。
　　关键词：密立根油滴实验；静态法；科大奥瑞
　　1909年～1917年之间，美国著名的实验物理学家密立根（Robert Andrews Millikan），用油滴法测量微小油滴上带有的电荷量，证明任何带电体所带的电荷量都是某一个最小电荷（基本电荷）的整数倍，确定电荷的不连续性以及精确测定了基本电荷的数值。罗伯特·密立根因而获得1923年的诺贝尔物理学奖。
　　油滴法测量电子的电荷量通常有静态法和动态法，本文以科大奥瑞仿真软件为平台，利用静态法测量，静态法示意图如图1所示。
　　图1 静态法示意图
　　油滴从喷壶中喷出，由于摩擦油滴带电进入电压为V的极板之间，油滴收到重力和电场力的作用，可以通过调节极板间电压是两个力平衡，根据理论推导，可得电荷量满足的关系式为：
　　式中a为未修正的油滴半径a=9ηvg2ρg，油滴匀速下降的速度vg=ltg。
　　本实验提供相关实验常数，油滴的密度ρ：981kg/m3；重力加速度g：9.794m/s2；空气粘滞系数η：1.83×10-5Pa·s；油滴匀速下降距离l：2mm；修正常数b：8.22×10-3N/m；大气压强p：1.013×105Pa；电压板之间的距离d：5mm；单元电荷电量q0：1.602×10-19C；油滴在面板上移动的距离为l：2mm
　　根据密立根油滴实验中油滴的参数选择分析，油滴下落距离一定时，所耗时间越长，油滴半径越小，结论可知当用时小于15s时，油滴携带电量必然大；当用时大于45s时，油滴半径过小，其运动情况受布朗运动影响较大。因此实验过程中，选用时在20～30s范围内比较合适。选择合适的油滴大小，同时要注意平衡电压的选择。实验过程中，一般选择电荷数小于等于5的油滴进行观测，对于用时20s的油滴，平衡电压应在150～250V之间，用时30s的油滴，平衡电压在100～250V之间比较合适。
　　图2 科大奥瑞密立根油滴实验仪界面
　　實验中，以科大奥瑞仿真软件为平台，如图2所示，平衡电压在150～250V之间，每10V之间取一个值进行测量。
　　总结，本次实验所选油滴所用时间在20s左右，所带电荷数在4～7个之间，测量误差在2%以内，测量结果良好。
　　参考文献：
　　[1]刘芬，王爱芳，杨田林.密立根油滴实验中油滴的参数选择分析[J].实验科学与技术，2014，12（4）：23-24.
　　[2]欧海峰，王会永.布朗运动对油滴实验的影响[J].实验技术与管理，2007，24（7）：38-40.
　　作者简介：
　　韩玉龙，郭文博，梅亚军，宋栋才，张静雅，安徽省芜湖市，安徽信息工程学院。