1. 密立根实验数据分析与处理
油滴实验误差大概百分之三到百分之五。
2. 仿真密立根实验数据
质量小,带电量相对较大,要是质量过大的话电场力小于重力油滴漂不起来
3. 密立根实验数据处理软件
纳维-斯托克斯方程(英文名:Navier-Stokes equations),描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程。简称N-S方程。粘性流体的运动方程首先由纳维在1827年提出,只考虑了不可压缩流体的流动。泊松在1831年提出可压缩流体的运动方程。圣维南与斯托克斯在1845年独立提出粘性系数为一常数的形式,都称为Navier-Stokes方程,简称N-S方程。三维空间中的N-S方程组光滑解的存在性问题被美国克雷数学研究所设定为七个千禧年大奖难题之一。
N-S方程定义
纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes equation)是描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程,简称N-S方程。此方程是法国科学家C·L·M·H·纳维于1821年和英国物理学家G·G·斯托克斯于1845年分别建立的,故名。它的矢量形式为:
在直角坐标中,它可写成
式中,是流体密度;是速度矢量;是压力,是流体在时刻,在点处的速度分量;是单位体积流体受的外力,若只考虑重力,则;常数是动力粘度。
N-S方程概括了粘性不可压缩流体流动的普遍规律,因而在流体力学中具有特殊意义。
粘性可压缩流体运动方程的普遍形式为:
其中为流体应力张量;为单位张量;为变形速率张量,其在直角坐标中的分量为:
为膨胀粘性系数,一般情况下。若游动流体是均质和不可压缩的,这时为常数。则方程(3)可简化成N-S方程(1)和(2)。如果再忽略流体粘性,则(1)就变成通常的欧拉方程形式:
即无粘性流体运动方程(见流体力学基本方程组)。
N-S方程的影响及意义
后人在此基础上又导出适用于可压缩流体的N-S方程。以应力表示的运动方程,需补充方程才能求解。N-S方程反映了粘性流体(又称真实流体)流动的基本力学规律,在流体力学中有十分重要的意义。它是一个非线性偏微分方程,求解非常困难和复杂,在求解思路或技术没有进一步发展和突破前只有在某些十分简单的特例流动问题上才能求得其精确解;但在部分情况下,可以简化方程而得到近似解。例如当雷诺数时,绕流物体边界层外 ,粘性力远小于惯性力 ,方程中粘性项可以忽略,N-S方程简化为理想流动中的欧拉方程;而在边界层内,N-S方程又可简化为边界层方程,等等。在计算机问世和迅速发展以来,N-S方程的数值求解才有了较大的发展。
N-S方程的求解
从理论上讲,有了包括N-S方程在内的基本方程组,再加上一定的初始条件和边界条件,就可以确定流体的流动。但是,由于N-S方程比欧拉方程多了一个二阶导数项,因此,除在一些特定条件下,很难求出方程的精确解。
可求得精确解的最简单情况是平行流动。这方面有代表性的流动是圆管内的哈根-泊肃叶流动(详见管流)和两平行平板间的库埃特流动(详见牛顿流体)。
在许多情况下,不用解出N-S方程,只要对N-S方程各项作量级分析,就可以确定解的特性,或获得方程的近似解。
对于雷诺数的情况,方程左端的加速度项与粘性项相比可忽略,从而可求得斯托克斯流动的近似解。RA·密立根【罗伯特·安德鲁·密立根】根据这个解给出了一个有名的应用(密立根油滴实验),即空气中细小球状油滴的缓慢流动。
对于雷诺数的情况,粘性项与加速度项相比可忽略,这时粘性效应仅局限于物体表面附近的边界层内,而在边界层之外,流体的行为实质上同无粘性流体一样,所以其流场可用欧拉方程求解。
4. 密立根实验结果分析
倾斜运动有以下几种可能:
1.电极板没放水平,电场歪了。
验证:先不加外电场,让油滴下落,此时的轨迹一定是竖直的,再加电压观察油滴轨迹,如果轨迹与开始不重合,则为倾斜运动
解决:调节电极板至电场方向竖直。
2.油雾是从油管中喷进电场的,喷射形成空气局部涡旋,造成横向有运动
解决:这种倾斜运动横向无动力,时间长后就会趋于静止。
3.CCD像头(屏幕上格子)歪了
验证:不加电场时油滴是否严格沿着屏幕格子上的竖线运动
解决:把CCD转正,或在显示屏幕上重新画格子
4.装置漏风
验证:在装置旁边吹气,如果明显影响油滴,则装置漏气
解决:换一个
大概就这么多了,有时会几种因素同时存在,就一个一个验证吧。
5. 大学密立根油滴实验报告数据处理
密立根油滴实验,先测量油滴平衡时的平衡点压U和匀速下落l距离的下落时间t,代入公式可以求出油滴所带的总电荷数Q。
然后用这个总电荷数除以基本电荷的标准值e,并取整,计算油滴带电荷数n。最后用Q/n,就可以获得基本电荷测量值。
6. 密立根实验怎么数据计算
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。
7. 大学物理密立根油滴实验数据处理计算
油滴质量根据油滴的密度和体积求的,油滴密度是已知的,油滴体积需要实验观测时测量油滴直径
8. 密立根油滴实验数据处理与分析
找一颗油滴,记下它平衡时的电压;
再撤去电压,记录它下落2mm的时间;
同一油滴记录6~8组数据取平均值,然后代入书上的公式计算电荷量q;
这样观察6~8颗油滴,再用q除以e=1.6×10^(-19),四舍五入取整数值;
最后用q除以整数值得到实验测量的e‘。
9. 密立根实验数据处理办法
是的也许还有比这小的,但至今并没有人用实验测出比它还小的,因此它还是基元电荷最小数值。
测定基元电荷的实验为密立根所做,故又称密立根油滴实验.1910年R.A.密立根设计了一种直接测量附着在小油滴上的微量电荷的方法,将油雾从上下放置的平行板电极的上板小孔中喷入,在喷雾过程中形成的细小油滴带电,它们在重力、空气浮力和粘滞力以及平行板间所加的电场作用力的作用下徐徐下降或浮升.在强光照射下从侧面的显微镜中可清晰地观察到油滴的运动.通过油滴移动的距离和经历的时间,可测定其速度,根据所测的数据可确定油滴所带的电荷.在1910~1916年间,密立根和他的合作者测定了几千个油滴的电荷,在1/1000的精度范围内,每个油滴所带的电荷等于一个最小电荷的整数倍;
用X射线或镭射线照射油滴,油滴所带电荷发生改变,引起其速度变化,所测数据表明油滴所带电荷的改变也是该最小电荷的整数倍,密立根测出该最小电荷值.实验无可辨驳地说明电荷具有基本的固有单元,奠定了原子物理学的基础.