[发明专利]降低气压测量密立根油滴平衡电压的方法

说明书

降低气压测量密立根油滴平衡电压的方法，为减少气体碰撞导致油滴不平衡作用力带来对测量油滴平衡电压的影响，技术方案是：降低气压测量密立根油滴平衡电压的方法，其特征是：降低油滴室内部的气压使油滴的布朗运动现象能够忽略，能够忽略是指在水平方向上看不到油滴在漂移，即油滴只在竖直方向发生移动。有益效果是：降低油滴室内部的气压使油滴的布朗运动现象能够忽略，能够更准确测定油滴的平衡电压；圆筒的侧面均匀分布通孔能够促使水平方向空气流动对油滴而言是均衡的，从而避免抽真空导致的油滴移动。

本申请是申请人2015年12月8日申请专利的分案申请，原专利名称“降低气压测量密立根油滴平衡电压的方法”，原专利号“201510895837.1”。

技术领域

本发明涉及物理量的测量领域。

背景技术

在判断一个物体受力平衡时，一般是以物体静止或者处于匀速直线运动作为判断标准，大多数的情况都以是否处于静止来判断受力物体是否处于力平衡（合力为0）。

密立根油滴的直径大致在微米的数量级，空气分子之间的间距大致在纳米的数量级，当油滴接近于平衡时，油滴就相当于悬浮颗粒，受到空气分子的不规则的碰撞，油滴颗粒会出现布朗运动，即不规则的杂乱运动，导致油滴受力平衡的判断比较困难。对于比较大的油滴，空气分子对油滴的不平衡作用力相对油滴的重力较小（即质量大、惯性大），其悬浮时的稳定性比较好，但是由于油滴大、质量大、受空气分子的作用较小，下落时的速度比较快（即下落的时间比较短），测量其下落时间的误差比较大（受制于人的生理反应速度0.1秒，由于油滴比较细小，无法采用光电门等装置进行计时，一般都采用显微镜放大后进行人为判断其位置以及操作开始计时和操作停止计时）；当油滴比较小的时候，受空气分子碰撞作用的不平衡性表现比较大，布朗运动比较明显，无法准确确定其是否处于平衡状态，导致平衡电压的测量误差比较大。

发明内容

为减少气体碰撞导致油滴不平衡作用力带来对测量油滴平衡电压的影响，本发明设计一种降低气压测量密立根油滴平衡电压的方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：降低气压测量密立根油滴平衡电压的方法，其特征是：降低油滴室内部的气压使油滴的布朗运动现象能够忽略，能够忽略是指在水平方向上看不到油滴在漂移，即油滴（由于受到电场力和重力作用）只在竖直方向发生移动；油滴盒由圆环形支撑架以及圆环形支撑架上端的上极板和底部的下极板组成，一个密封罩密封油滴盒所在的空间，油滴盒的下极板的电线以及上极板的电线与密封罩之间采用密封的方式接触通过，密封罩有一个通孔连通到真空装置的进气管道。

油滴室的落油孔密封，油滴室的下极板与油滴室的圆环形支撑架的下端处于密封状态，油滴室上极板与油滴室的圆环形支撑架的上端处于密封状态，圆环形支撑架与观察孔和进光孔都处于密封状态，圆环形支撑架的侧面有一个通孔连通真空装置的进气管道。

圆环形支撑架的内侧有一个透明的硬质圆筒，圆筒的高度与圆环形支撑架等高；圆筒与圆环形支撑架具有相同的中心轴线，圆筒外径比圆环形支撑架内径小0.5-1mm，即圆筒外侧与圆环形支撑架内侧之间的径向距离为0.5-1mm，由于圆筒与圆环形支撑架具有相同的中心轴线，在水平方向的横截面内，圆筒与圆环形支撑架具有相同的圆心，一条直径方向上的圆筒的外侧半径与圆环形支撑架的内侧半径之差就是径向距离，圆筒的侧面均匀分布通孔，通孔的直径为圆环形支撑架侧面通孔直径的5%-20%。

本发明的有益效果是：降低油滴室内部的气压使油滴的布朗运动现象能够忽略，能够更准确测定油滴的平衡电压；抽真空降低气压是一种常用的技术，其气压的具体数值不是本发明专利所关注的，本发明只要观察到油滴在水平方向没有偏移，此时就能够忽略气压碰撞对平衡电压测量的影响，此时调节平衡电压旋钮，使油滴在竖直方向保持平衡，此时测量完成，然后可以逐渐撤出真空恢复到常压（从真空到常压是现有技术能够解决的）。

附图说明