罗伯特·安德鲁·密立根实验步骤密立根油滴实验，美国物理学家密立根所做的测定电子电荷的实验

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

用喷雾器将油滴喷入电容器两块水平的平行电极板之间时，油滴经喷射后，一般都是带电的

在不加电场的情况下，小油滴受重力作用而降落，当重力与空气的浮力和粘滞阻力平衡时，它便作匀速下降，它们之间的关系是：mg=F1+B（1），式中：mg──油滴受的重力，F1──空气的粘滞阻力，B──空气的浮力

令δ、ρ分别表示油滴和空气的密度；a为油滴的半径；η为空气的粘滞系数；vg为油滴匀速下降速度

因此油滴受的重力为 mg=4/3πa^3δg(注：a^3为a的3次方，一下均是)，空气的浮力 mg=4/3πa^3ρg，空气的粘滞阻力f1=6πηaVg （流体力学的斯托克斯定律 ，Vg表示v下角标g）

于是（1）式变为：4/3πa^3δg=6πηaVg+4/3πa^3ρg，可得出油滴的半径a=3(ηVg/2g(δ-ρ))^1/2（2），当平行电极板间加上电场时，设油滴所带电量为q，它所受到的静电力为qE，E为平行极板间的电场强度，E=U/d，U为两极板间的电势差，d为两板间的距离

适当选择电势差U的大小和方向，使油滴受到电场的作用向上运动，以vE表示上升的速度

当油滴匀速上升时，可得到如下关系式：F2+mg=qE+B（3），式中F2为油滴上升速度为Ve时空气的粘滞阻力：F2=6πηaVe，由（1）、（3）式得到油滴所带电量q为q=(F1+F2)/E=6πηad/(Vg+Ve)（4）

（4）式表明，按（2）式求出油滴的半径a后，由测定的油滴不加电场时下降速度vg和加上电场时油滴匀速上升的速度vE，就可以求出所带的电量q

注意上述公式的推导过程中都是对同一个油滴而言的，因而对同一个油滴，要在实验中测出一组vg、vE的相应数据

用上述方法对许多不同的油滴进行测量

结果表明，油滴所带的电量总是某一个最小固定值的整数倍，这个最小电荷就是电子所带的电量e

将仪器接入220伏交流电源

高压电源调节置于0位置，旋开油滴室盖子，把水准器放置在上极板面上，利用调平螺钉将油滴室内的平行板电容器板面调节水平

调节显微镜目镜，使分划板刻线明显清晰

再把大头针插入上板小孔中，调节光源角度，直到从显微镜中观察大头针周围光场最明亮、范围最大和光强均匀为止，然后拨出大头针拧上盖子准备喷油

由于本步骤要调节电容器极板，谨防极板带电，应由教师调节

用喷雾器将油滴喷入油滴室内，从显微镜中观察油滴运动情况

实验时先找一个合适的油滴（较小的油滴，运动较缓慢，所带电量小于5个基本电量），使它自由落下，然后再加上电场使它向上运动（上升太快或太慢就适当调节电压）

这样在重力和电场力交替作用下，让油滴反复上升、下落若干次，在整个视场内都可以看得很清楚，否则需要重新选择

用停表作记录：记录油滴n次下落一定的距离L（显微镜分划板刻线的距离），所经历的总时间tg总，记录油滴n次上升同一距离L，所经历的总时间tE总（两次记录必须是对同一油滴），用油滴所通过的总距离nL分别除以总时间tg总及tE总就得出vg和vE利用公式（4）算出油滴所带的电量q

按照上述方法选取6－10个不同的油滴进行测量，计算它们各自所带的电量

数据处理：本实验只要求学生进行简单的数字处理和分析

按书后的表格记录数据和计算，该表是用国产油滴仪进行实验所得到的一组数据

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