集触控与智能调节于一体的密立根油滴仪开题报告
2020-04-16 15:17:09
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文献综述:
由美国物理学家密立根首先设计并完成的密立根油滴实验,在近代物理学的发展史上是一个十分重要的实验,同时也是大学物理实验教学的经典内容。它通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量,验证了电荷的不连续性,并测定电子的电荷量e,为从实验上测定其它一些基本物理量提供了可能性。另外,通过实验时对仪器的调整、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。
由于密立根油滴实验设计巧妙、原理清楚、设备简单、结果准确,所以它历来是一个著名而有启发性的物理实验。而目前市面上常见的密立根油滴仪的电压控制部分均使用电位器完成,控制油滴运动状态的器件也均使用的是按键,显示部分由最初的显微镜、到现在的ccd与字符叠加,均经历了不断的革新。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
课题研究背景
密立根油滴实验是大学物理实验中比较经典的内容,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,并测定电荷的电荷值e。在实验的过程中,需要改变静电场的大小使得油滴在重力场中能够平衡。密立根油滴实验仪对静电场的调节采用调节电位器,改变两块平行金属极板之间的直流电压来完成。由于电位器的结构特点所致,在使用的过程中,电位器接触点与电阻体反复产生摩擦,电阻体表面的碳膜等涂层被磨损,导致其调节失灵,经常致使仪器不能正常工作。再有,由于仪器在功能选择上使用的是机械按键,由于学生实验的反复大量使用,控制按键经常会出现触点损坏,接触不良等情况。这些都影响了仪器的正常使用,即使能够更换相应的元器件,也要耗费大量的人力物力。
针对上述的问题,我们采取的方案是: