教学环节及时间分配

（1）    课前学生预习实验并写出预习实验报告；

（2）    课堂上：教师现场结合仪器讲述和演示实验内容（约30分钟）；

（3）    学生独立完成实验项目和教师巡回指导（约70--100分钟）；数据初步处理（约30分钟）。

（4）    课后认真独立完成实验报告并及时提交实验报告。

课程内容

一、           背景介绍

密立根油滴实验是19世纪末、20世纪初测量电子电量的一个著名实验，凭借该项工作和在光电效应方面的工作，密立根获得了1923年的诺贝尔物理学奖。美国的《物理世界》杂志也将密立根油滴实验列为世界十大经典物理实验的第三名。该实验的重要意义就在于密立根用最简单的仪器精确测量到了电子电量，并且令人信服地证明了电荷的不连续性即粒子性，为近代物理的发展提供了有力的支撑。

1）  电子电量的测量历程--J.J.Thomson

第一个开始测量电子电量的是英国物理学家J.J.Thomson，他采用的是云雾法，但遗憾的是他得到的结果比较粗糙，而且只是电子电量的平均值，无法证明电子的分立性。

2）  电子电量的测量历程-- R.A. Millikan

①    密立根于1906年开始测量电子电量，他采用的是“水珠平衡法”。

②    卢瑟福指出“水珠平衡法”的缺陷：水珠容易蒸发，由此引起的测量结果的修正问题非常复杂。

③    经过很长时间的研究和思索，密立根偶然注意到油滴。从1909年开始用油滴测量电子电荷。

④    最终发现油滴上的带电量总是某个数值的倍数，由此密立根证明了电子的分立性并精确测量到了电子电量。

二、           实验原理—静态平衡法

（1）    微小带电油滴在电场中平衡时的受力分析；mg=qE=qV/d 

（2）    撤去外电场后，分析油滴匀速下落过程中的受力，由此得到油滴质量；

（3）    通过上述过程得到油滴带电量，并进一步分析密立根油滴实验的精巧之处：电子是一个微观量，但是这个微观量是通过测量电压和时间这两个宏观量来实现的。因此，密立根油滴实验被誉为物理实验的典范。

三、           仪器介绍

结合仪器介绍密立根油滴仪、CCD成像系统、喷雾器的使用方法及注意事项。

四、           实验内容

（1）仪器调节:调节仪器水平、目镜里分化板方向放正、CCD镜头方向放正。

（2）测量练习：练习控制油滴，并从中挑选特定大小的油滴，进行速度测试。

（3）正式测量：测量油滴的平衡电压和匀速下降2mm的时间。并对每个油滴跟踪5次。

五、操作提示

（1）喷雾器要竖拿竖放。

（2）油滴下落时间的测试：开始自由下落时应在第一刻度线下面，紧靠第一刻度线。从第二刻度线开始记录时间，到第六刻度线截止。

（3）随时调节显微镜筒的位置，对油滴聚焦。不要移出防风罩。