測量平衡壓強的方法

㈠ 測量平衡電壓時,如果油滴向上運動,應該如何調節

美國物理學家密立根歷時七年之久，通過測量微小油滴所帶的電荷，不僅證明了電荷的不連續性，即所有的電荷都是基本電荷e的整數倍，而且測得了基本電荷的准確值。電荷e是一個基本物理量，它的測定還為從實驗上測定電子質量、普朗克常數等其他物理量提供了可能性，密立根因此獲得了1923年的諾貝爾物理學獎。

密立根油滴實驗用經典力學的方法，揭示了微觀粒子的量子本性。因為它的構思巧妙，設備簡單，結果准確，所以是一個著名而有啟發性的物理實驗。我們重做密立根油滴實驗時，應學習前輩物理學家精湛的實驗技術，嚴謹的科學態度及堅忍不拔的探索精神。

用油滴法測量電子的電荷有兩種方法，即平衡測量法和動態測量法，分述如下:

1、 平衡測量法

用噴霧器將油滴噴入兩塊相距為d的

水平放置的平行極板之間。油滴在噴射時由

於摩擦，一般都是帶電的。設油滴的質量為

，兩極板之間的電壓為V，m，所帶電量為q

則油滴在平行極板之間同時受兩個力的作

用，一個是重力mg，一個是靜電力

。如果調節兩極板之間的電壓V， qE,qv/d圖25-1:油滴在兩平行極板之間靜止

可使兩力相互抵消而達到平衡，如圖27-1所示。這時

(25-1) mg,qv/d

為了測出油滴所帶的電量q，除了需測定V和d外，還需測量油滴的質量m 。因m很小，需要用如下特殊的方法測定。

平行極板未加電壓時，油滴受重力作用而下降，但是由於空氣的粘滯阻力與油滴的

v速度成正比，油滴下落一小段距離達到某一速度後，阻力與重力平衡(空氣浮力忽g

略不計)，油滴將勻速下降。由斯托克斯定律可知

mg,6,r,v (25-2) g

式中η是空氣的粘滯系數，r是油滴的半徑(由於表面張力的原因，油滴總是呈小球狀)。

設油滴的密度為ρ，油滴的質量m又可以用下式表示

34m,,r, (25-3) 3

由(2)式和(3)式得到油滴的半徑

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,9vg (25-4) r,2,g

-6斯托克斯定律是以連續介質為前提的，對於半徑小到10m的微小油滴，已不能將空氣看作連續介質，空氣的粘滯系數應作如下修正

,, ,,b1，pr

-6,式中b為一修正常數，b = 6.17×10m?cmHg，p為大氣壓強，單位為cmHg。用 代,替(4)式中的，得 ,

,9vg1 (25-5) r,,g2,b1，pr

上式根號中還包含油滴的半徑r，但因為它處於修正項中，不需要十分精確，故它仍可以用(4)式計算。將(5)代入(3)式，得

32,,,v9g41,, ,,,,, (25-6) m32,gb,,，1pr,,

對於勻速下降的速度，可用下法測出:當兩極板間的電壓V=0時，設油滴勻速下降vg

l的距離為，時間為t，則 g

l (25-7) ,vgtg

將(7)式代入(6)式，(6)式代入(1)式，得

32,,dl,,,,18 (27-8) q,,,,bg,,2,Vt,,，1g,,pr,,,,

上式就是用平衡法測定油滴所帶電荷的計算公式。

2、動態測量法

在平衡測量法中，公式(27-8)是在條件下推導出的。在動態測量法中，qE,mg

兩極板上加一適當的電壓V，如果qE>mg,而且這兩個力方向相反，油滴就會加速上升，E

油滴向上運動同樣受到與速度成正比的空氣阻力的作用。當油滴的速度增大到某一數值

後,作用在油滴上的電場力、重力和阻力達到平衡，此油滴就會以勻速上升， vv EE這時

VEq,mg，6,r,vEd (25-9) 當去掉兩極板所加的電壓V後，油滴在重力的作用下加速下降，當空氣阻力和重力平衡E

時

mg,6,r,v g

2/7頁

將此式代入(9)式

vdE (25-10) ，，q,mg1，vVgE

l實驗時，如果油滴勻速下降和勻速上升的距離相等，設都為，勻速上升的時間為t，E勻速下降的時間為t，則 g

ll , (25-11) vv,,EgttgE

將(6)式和(11)式代入(10)式得:

32,,t,lg,,,,18d, (25-12) ,,1，q,,,,Vb,,2gt,E,,1，t,E,g,,pr,,,,

上式就是用動態法測定油滴所帶電荷的計算公式。

儀器的外觀如圖25-2所示為MOD-4型

1-1 油滴盒 1-2 有機玻璃防風罩 1-3 有機玻璃油霧室

2-1 油滴照明燈室 2-2 導光棒 3-1 調平螺旋(三隻)

3-2 水準泡 4-1 測量顯微鏡 4-2 目鏡頭

4-3 接目鏡 4-4 調焦手輪 5-1 電壓表

5-2 平衡電壓調節旋鈕 5-3 平衡電壓反向開關 5-4 升降電壓調節旋鈕

5-5 升降電壓反向開關 6-1 特製紫外燈(MOD-4型油滴儀在防風罩內)

6-2 紫外燈按鈕開關(MOD-4型油滴儀在測量顯微鏡右側，圖上看不見)

圖25-2 MOD-4型油滴儀 圖

1、 油滴儀:油滴儀包括油滴盒、防風罩、照明裝置、顯微鏡、水準儀等，如圖25-3

所示。油滴盒是由兩塊經過精磨的平行極板組成的，間距為5.00mm，上極板的中央

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有一個直徑為0.4mm的小孔，以供油滴落入。油滴盒放在防風罩中，以防止周圍空

氣流動對油滴的影響。防風罩上面是油霧室，用噴霧器可將油滴從噴霧口噴入，並

經油霧孔落入油滴盒，油霧孔由油霧孔開關控制，它打開後油滴才能落入油滴盒。

照明裝置用高亮度發光 二極體照明。

顯微鏡是用來觀察和測量油滴運動的。目鏡中裝有分劃板(見圖25-4)，上下共分

l00mm，用以測量油滴運動的距離和速度 。 6格，其垂直總長度相當於視場中的3.v

在防風罩內(或外)有一水準泡，用於調節極板水平。

2、 電源:

1)5V直流電壓經限流電阻給高亮度發光

二極體供電)。

1( 油霧室 2.油霧孔開關 3.防風罩 4.上電極板 2) 500V直流平衡電壓，可以5.膠木圓環 6.下電極板 7. 底板 8.上蓋板 連續調節， 數值可以從電壓表上9.噴霧口 10.油霧孔 11.上電極板壓簧 讀出，並用「平衡電壓」換向開關12.上電極板電源插孔 13.油滴盒基座 換向，可以改變上、下極板的極性。

圖25-3 油滴盒 換向開

關撥在「+」位置時，能達到平衡的油滴帶正

電，反之帶負電。換向開關撥在「0」位置時，上下極板不加電壓，同時被短路。

3) 300V直流升降電壓，可以連續調節，並可通過「升降電壓」撥動開關疊加在平衡電壓上。「升降電壓」和「平衡電壓」的兩個撥動開關撥向同側時，加在平行極板上的電壓為兩個電壓之和;撥向異側時，極板上的電壓為兩個電壓之差。由於升降電壓只起移動油滴上下位置的作用，不需測量，故電壓表上無指示。

㈡ 測量大氣壓強的原理是什麼

測量大氣壓力有多種方法：
第一種方法是測量海拔高,根據一個公式求得大氣壓,該方法的原理是大氣壓隨海拔高升高而減少.
第二種方法是採用"二力平衡"的原理、用「等效替代」的思想測大氣壓力值.也就是讓大氣壓把一定長度的液體柱（常用汞柱）托住,汞柱底部平面的壓力和大氣壓力平衡,測量該汞柱的高度（用「毫米」等作為單位）,既可用xxx毫米汞柱表示大氣壓,也可以把汞柱重力對底部平面的壓強求出,用該壓強數值代替大氣壓強.
第三種方法是用大氣壓力讓金屬盒壓縮,測量壓縮距離（或者將其轉換為指針偏轉角）,利用改距離或者角度對應的刻度讀取大氣壓.

㈢ 壓強測量方法

固體
F/S
一般情況下F=G
液體
p=液體密度*排開液體體積*g
用壓強計測量
大氣壓
760毫米汞柱高
托里拆里實驗
氣體壓強一般為常數（好像
記不清了）

㈣ 物理平拋實驗中徑跡法,如何平衡大氣壓

這個實驗貌似與「平衡大氣壓力」毫無關系，只是需要注意調整屏板的垂直，屏板一側有一個鉛錘，利用底板上的螺絲，根據鉛錘偏離的方向調整（減低）反方向的螺絲（通常為逆時針轉動）使鉛錘指向標志中心，且此時四個支持螺絲都能落到桌面上即可。

㈤ 用壓強計測液體的壓強的研究方法是什麼

轉化法——把液體壓強轉化為壓強計中的液體壓強進行等量代換——也可說是等效替代法

僅供參考！

㈥ 可用於測量平衡系統中各物質濃度或壓力的物理方法有哪些

摘要 物理方法就是利用物質的物理性質的變化測定達到平衡時各物質濃度的變化，如通過測定體系的折光率、電導、顏色、壓強或容積的改變來測定物質的濃度

㈦ 如何測量壓強方法是什麼急求!

托里拆利實驗

【目的和要求】

理解托里拆利實驗的原理，了解實驗的作法、操作過程和步驟。

【儀器和器材】

托里拆利實驗器（J2116型），水銀，1米以上的長玻璃管（或兩根玻璃管中間用橡皮管連接），燒杯，紅色水。

【實驗方法】

1．一隻手握住玻璃管中部，在管內灌滿水銀，排除空氣，用另一隻手的食指緊緊堵住玻璃管開口端（圖1．33－1甲），把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里（圖1．33－1乙），待開口端全部浸入水銀槽內時放開手指，將管子豎直固定（圖1．33－1丙），讀出水銀柱的豎直高度。

2．逐漸傾斜玻璃管（圖1．33－1丁），管內水銀柱的豎直高度不變。

3．繼續傾斜玻璃管（圖1．33－1戊），當傾斜到一定程度，管內充滿水銀，說明管內確實沒有空氣。

4．用內徑不同的玻璃管和長短不同的玻璃管重做這個實驗（或同時做，把它們並列在一起對比），可以發現水銀柱的豎直高度不變。說明大氣壓強與玻璃管的粗細、長短無關。

5．將長玻璃管一端用橡皮塞塞緊封閉，往管中注滿紅色水，用手指堵住另一端，把玻璃管倒插在水中，松開手指（圖1．33－2）。觀察現象並提問學生：「如把頂端橡皮塞拔去，在外部大氣壓強作用下，水柱會不會從管頂噴出？」然後演示驗證，從而消除一些片面認識，加深理解。

【注意事項】

1．說明托里拆利真空的存在，是實驗的關鍵，只有這一點成立，才能得出「水銀柱的壓強等於大氣壓強」。

2．水銀有劇毒，對人體非常有害，要特別注意安全操作。玻璃管要選管壁較厚、內徑較小的。操作時要避免碰撞和晃動，嚴防管子折斷。切不可將水銀散失在教室里。灌水銀時最好用注射針筒或用細頸尖口的漏斗，下面用大塑料盒（搪瓷盆）墊上，以防水銀濺落在地。右手食指如有傷口，絕對不能帶傷口操作，可用膠皮手指套保護食指。如水銀萬一濺落在地，要設法收集，無法收集時，可撒硫磺粉使之硫化，然後收集埋掉，並打開窗戶通風。

3．要減少實驗誤差，必須注意：①玻璃管、水銀槽必須清潔、乾燥，不能有灰塵、雜質和水分。②水銀必須清潔，如混入塵埃雜質，或溶有其他金屬生成汞齊而附在玻璃管內表面，會使讀數不精確，影響效果。③灌水銀時和灌後倒置水銀槽中都不能混入空氣。可用一根紗包線或漆包線一直通到玻璃管底部，灌水銀時，不時地上下拉動紗包線，使氣泡跟著排出。

4．托里拆利實驗是定量測量大氣壓強值的重要實驗，教師要認真准備，操作要規范，給學生作出表率。要教會學生讀數和觀察的方法：如米尺的起點線與槽內水銀面凸面要處於同一水平線上；讀數時，視線應與水銀面、刻度線在同一水平線上等。

【參考資料】

大氣壓強還可以用下列實驗粗略測定。如圖1．33－3所示，取一注射器，在活塞柄上套上繩套，將活塞推至頂端，用手指（或橡皮帽）堵住注射孔，將槽碼、鉤碼或重物逐漸增加掛在繩套下，掛到活塞剛被拉動，測出所掛物重G，活塞截面積S，用公式P=G／S算出大氣壓強的值。如30毫升內徑約25厘米的注射器，截面積約49厘米2，實驗時，能掛起稍少於4．9千克的重物。注意不要掛太重的物體，並注意用手在活塞下准備托接，以防拉下時碰碎活塞。

還可採用圓盤形塑料掛衣鉤（商店有賣）兩只，將圓盤相對擠壓，排除空氣，逐步在下面鉤上加掛重物，同樣可以粗略測出大氣壓強。

㈧ 用水銀氣壓計測量大氣壓用了哪種物理方法

設水銀管的橫截面積為S
選取水銀管0刻度線處的液面來作為參考液面，由於該液面靜止，即說明受力平衡：
Pa*S＝P1*S+P2*S，（1）
其中Pa，為外界大氣壓，P1為水銀柱對液面的壓強，P2為空氣泡在液面處的壓強
由題目當外界大氣壓為768mmHg時，P1＝750mmHg
求得：P2=768-750=18mmHg
由於
根據克拉柏龍方程得到P*V＝常數
所以P2*S*H1=P2'*S*H2
其中H1=80mm，H2＝90mm
所以P2'=16mmHg
再根據方程（1）
求得外界大氣壓Pa'為
Pa'*S=P1'*S+P2'*S
P1'=740mmHg
P2'=16mmHg
所以Pa'＝756mmHg

㈨ 液體壓強的壓強測量

液體壓強的測量儀器叫「U形管壓強計」，利用液體壓強公式p=ρhg，h為液體的深度，計算液面差產生的壓強就等於液體內部壓強。
公式：F1/S1=F2/S2
非直立柱體時液體對容器底部的壓強,可用P=ρgh計算，不能用P=F/S計算；非直立柱體時液體對容器底部的壓力，可用F=PS=ρghS計算。因為同學對這個問題疑問較多，對P=F/S和P=ρgh兩個公式簡單說明如下：由P=F/S是可以推導出液體壓強公式 P=ρgh，但這是在液體容器為規則均勻的柱體容器的前提下推導出來的，所以公式P=F/S的使用條件僅適用於這種柱體容器（這一點與固體不同，固體間的壓強總是可以用P=F/S來計算）。但 P=ρgh這個公式根據液體本身的特性（易流性，連通器原理、帕斯卡定律等）可以推廣到任意形狀的容器，只要是連通的密度均勻的液體都可以用。其實液體內部壓強公式的推導完全可以不用公式P=F/S來推導，而是用更加普遍、更加一般的方法——質量力的勢函數的積分來推導，只是這已超出中學的教學大綱了。由於液體的易流性和不可拉性，靜止的液體內部沒有拉應力和切應力，只能有壓應力（即壓強），在靜止的液體內部任意取出微小一個六面體，這個六面體在六個面的支持力和本身的重力共同作用下處於平衡狀態，設想這個六面體無限縮小時，其重力可以忽略不計，就得出作用在同一點上的各個方向的壓強相等，即壓強僅僅與位置坐標有關，而與方位無關。即 P=f(x,y,z)。再設想坐標x-O-y處在水平面上，z為豎直向下的坐標。液體的壓強是由液體的質量力引起的，當液體對地球來說是靜止時，就是由重力引起的，液體質量m=1的液體單位質量力在各坐標的分量為X=0、Y=0、Z=g，液體內部的壓強與質量力的微分關系為dP=ρ(XdxYdy+Zdz)=ρ(0*dx+0*dy+gdz)=ρgdz (從本方程看出在同一水平面上沒有壓強差，水平面是等壓面，即前後左右壓強都相等，壓強僅在重力方向上有變化）。從水面z=0到水深z=h積分上式得 P=ρgh。
影響液體壓強的因素：深度，液體的密度（與容器的形狀，液體的質量體積無關）