第３６卷第２期大学物理实验Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．２２０２３年４月ＰＨＹＳＩＣＡＬＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＣＯＬＬＥＧＥＡｐｒ．２０２３收稿日期：２０２２⁃１２⁃０３基金项目：中国石油大学（华东）大学生创新训练项目（２０２２１１０４４）；中国石油大学（华东）探究性实验建设项目（ＴＪ⁃２０２１１３）∗通讯联系人文章编号：１００７⁃２９３４（２０２３）０２⁃００３１⁃０５关于密立根油滴实验中的几个问题探究吴致浩，周昊，刘超卓，朱海丰，王龙∗（中国石油大学（华东）理学院，山东青岛２６６５８０）摘要：通过建立密立根油滴实验中油滴下落的动力学数学模型，解释了油滴从开始下落便可视作为匀速的“合理性”。同时从微观分子碰撞角度解释了空气黏滞系数修正因子“ｂ”的物理意义。最后使用直接代入公式法、修正Ｒ公式法和迭代运算法三种实验数据处理方法计算元电荷值，并得出迭代运算的方法得出的数据更稳定且误差小的结论。关键词：密立根油滴实验；静态平衡法；修正因子；迭代运算中图分类号：Ｏ４⁃３４文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１４１３９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ２２⁃１２２８．２０２３．０２．００７《大学物理实验》投稿网址：ｈｔｔｐ：／／ｄａｗｕｓｈｉｙａｎ．ｊｌｉｃｔ．ｅｄｕ．ｃｎ密立根油滴实验是《大学物理实验》中的一个综合性实验［１］，通过油滴电量的测量最终确定了元电荷数值。实验由美国实验物理学家密立根（Ｒ．Ａ．Ｍｉｌｌｉｋａｎ）精心十年设计并于１９１３年完成。不少学者对密立根油滴实验进行了进一步探究，大部分集中于数据处理的相关研究；宋元军对数据使用多重差值法进行研究［２］、李潮锐对数据进行高斯分布拟合［３］、亓东林等对实验数据进行大数定理的分析［４］、陈浩民等基于实验原理综合考查油滴实验在实际操作中的可行性和实验测量的准确性［５］。以上研究均是从数学角度对数据进行处理，并未给出物理含义。本文建立了油滴下落的动力学模型并用其分析油滴下落后作匀速运动的“合理性”，同时基于微观分子碰撞角度讨论了修正系数ｂ的物理含义，最后对实验数据进行迭代运算进而求解更加准确的油滴半径，从而减小计算中由于近似产生的误差。１实验原理基于静态平衡法，如图１所示，选取油滴为研究对象，调节极板电压Ｕ（即电场强度Ｅ），使进入油雾室的油滴在电场力（ｑＥ）、浮力（ｆσ）和重力（ｍｇ）下平衡，则：ｍｇ－ｆσ＝ｑＥ（１）图１油滴受电场力示意图由于极...
