[发明专利]一种密立根油滴实验数据的处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及物理实验设备领域，尤其涉及一种密立根油滴实验数据的处理方法和装置。

背景技术

密立根油滴实验是美国物理学家密立根所做的测量电子电荷实验。1907-1913年期间，密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带电量均是一最小电荷的整数倍，该最小电荷即是电子电荷。通常测量密立根油滴的方法为静态法，即选好一颗适当的油滴，加平衡电压，使之基本不动。加升降电压，让油滴缓慢移动到视场上方某一刻度线上，记下平衡电压。去掉平衡电压，油滴开始加速下降，当达到匀速时开始计时，记下匀速状态下下降的距离和时间。对每一颗油滴测量5～8次，并选择至少10颗不同油滴进行测量。

由于电子电荷电量属于微小物理量的测量，此实验有相当的难度，传统密立根油滴测量方法利用手动调节控制油滴运动，通过CCD和监视器观察并读取油滴数据，然后手动计算电子电荷，也就是最小电荷的实验值，这种测量方法缺陷是人为误差较大，测量不够准确，并且数据不能实时计算。

发明内容

本发明提出了一种密立根油滴实验数据的处理方法和装置，其通过计算多个油滴的电荷量，将多个油滴的电荷量投射到直角坐标系中，将投射得到点拟合生成直线，直线的斜率即为电子电荷的实验值，数据的计算过程为计算设备自动实时处理，拟合求斜率的计算方式更精确。

为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：

一方面采用一种密立根油滴实验数据的处理方法，包括：

计算多个油滴的电荷量；

将所述多个油滴的电荷量投射到直角坐标系中得到多个点，所述直角坐标系的横轴表示所述油滴的带电荷数，所述直角坐标系的纵轴表示所述电荷量；

拟合所述多个点生成过直角坐标系的原点的直线；

获得最小电荷的实验值，所述实验值为所述直线的斜率。

其中，所述计算多个油滴的电荷量之前，还包括：

采集多个油滴的视频数据；

所述计算多个油滴的电荷量，包括：

在刻度界面上显示视频数据，以从所述视频数据中选取多个油滴；

根据所述视频数据获取所述油滴的运动距离和运动时间，将所述运动距离和运动时间代入计算公式算得电荷量，所述计算公式为：

q=18π2ρg[ηl1+bpa]32·dU(1tu+1td)(1td)12,]]>或