[发明专利]自动捕获筛选密立根油滴仪及带电量测量方法

权利要求书

1.自动捕获筛选密立根油滴仪，其特征在于，包括方波发生器(1)与一对平行金属板电容器(2)用电线连接，一对平行金属板电容器(2)包括上板和下板，上板和下板相对平行设置，静电喷雾器(3)垂直穿过平行金属板电容器(2)中的上板并密封固定，电子分划板CCD显微镜(4)在水平方向固定在平行金属板电容器(2)的一端，电子分划板CCD显微镜(4)输出端与监视器(5)相连。

2.一种自动捕获筛选密立根油滴带电量测量方法，其特征在于，采用权利要求1提供的自动捕获筛选密立根油滴仪，包括以下步骤：

(1)利用方波发生器(1)产生周期性脉冲方波电压，电压U₀为0-500V连续可调，占空比固定为1:2，周期T为0-50秒连续可调；

(2)将方波电压加在水平放置的一对平行金属板电容器(2)之间产生静电场，由静电喷雾器(3)的带电密立根油滴在方波电压作用下随时间往复振荡，利用电子分划板CCD显微镜(4)观察油滴运动，在监视器(5)上显示油滴垂直位移y随时间变化的关系；

油滴在此方波电压作用下经历10～60秒后形成稳定的周期性振荡，其垂直位移y与时间t的关系为：

式中A₀是油滴周期性振荡的振幅，ω＝2π/T是圆频率，n是整数，式(1)的图像是周期性锯齿函数；因此实现密立根油滴的自动捕获，通过调节方波电压U₀和周期T，可以筛选出适当的油滴；

(3)利用监视器(5)及垂直测微标尺可以测量油滴在垂直方向的振幅A₀，以及预设的方波电压U₀和周期T，即可计算油滴所带电荷Q：

式(2)中d是金属电容器两极板间距，ρ是油滴密度，η是空气粘滞系数，g是重力加速度；

(4)通过预设的方波电压U₀和周期T，筛选出不同的油滴，根据式(2)计算油滴所带电荷Q，除以电子电荷的公认值，经过取整数即可得到油滴所带电荷数N，线性拟合Q-N验证油滴带电量是基本电荷的整数倍这一量子特性；用比值Q/N得到元电荷，与基本电荷e的涨落关系。