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密立根油滴实验数据处理方法的分析

摘要：本文主要讨论了大学物理实验中的密立根油滴实验数据处理。其中简略

讲解了实验的目的和原理、实验所用的软件和注意事项，主要讨论的是对于实验
数据的分析，好的处理方法可以更精确的得到实验的结论而如果数据的处理不够
恰当，再精确的实验结果也不会得到正确的结论。本文通过对于各种实验方法的
介绍和比较分析得出更合适的处理方法，从而得出更恰当的方法。

关键词：密立根油滴法实验原理数据处理

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目录

密立根油滴实验数据处理方法的分析........................................................................1

摘要……………………………………………………………………………………1

引言................................................................................................................................3

基本原理........................................................................................................................3

实验内容........................................................................................................................5

注意事项........................................................................................................................6

数据处理方法的分析与改进........................................................................................6

误差分析........................................................................................................................7

理论误差..........................................................................................................7

测量误差..........................................................................................................7

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引言

电荷有两个基本特征：一是遵循守恒定律；二是具有量子性。所谓量子性是说

存在正的和负的电荷，一切带电物体的电荷都是基本电荷的整数倍。而在知道这
些之前，1834年法拉第通过实验验证了电解定律：等量电荷通过不同电解浓度
时，电极上析出物质的量与该物质的化学当量成正比。电解定律解释了电解过程
中，形成电流的是正、负离子的运动，这些离子的电荷是基本电荷的整数倍。1897
年汤姆孙证明了电荷的存在，并测量了这种基本粒子的荷质比，然而直接以实验

验证电荷量子性并以寻求基本电荷为目的的实验则首推密立根油滴实验。
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，
证明电荷的不连续性(具有颗立性)，所有电荷都是基本电荷e的整数倍，同时测

量并得到了基本电荷即为电子电荷，其值为e=1.59×10-19C。密立根油滴实验作

为“最美丽”的十大物理实验之一，是用油滴法准确测定了电子的电量并证明了
电荷的量子性，在近代物理学发展史上具有重要意义，该实验已经近百年了，实
验仪器不断更新，测量也变得更加方便，但是其中的一个关键环节——数据处理
始终未能很好的解决，因此我们在此讨论数据处理的各种方法及其优劣。

基本原理

一质量为m、带电量为q的油滴处于相距为d的二平行极板间，当平行极板未
加电压时，在忽略空气浮力的情况下，油滴将受重力作用加速下降，由于空气粘

滞阻力与油滴运动速度成正比，油滴将受到粘滞阻力
作用，又因空气的悬