[發明專利]降低氣壓測量密立根油滴平衡電壓的方法

有效

• 申請號: 201711164529.7
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN107991208B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 雍志華;胡再國
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

降低氣壓測量密立根油滴平衡電壓的方法，為減少氣體碰撞導致油滴不平衡作用力帶來對測量油滴平衡電壓的影響，技術方案是：降低氣壓測量密立根油滴平衡電壓的方法，其特征是：降低油滴室內部的氣壓使油滴的布朗運動現象能夠忽略，能夠忽略是指在水平方向上看不到油滴在漂移，即油滴只在豎直方向發生移動。有益效果是：降低油滴室內部的氣壓使油滴的布朗運動現象能夠忽略，能夠更準確測定油滴的平衡電壓；圓筒的側面均勻分布通孔能夠促使水平方向空氣流動對油滴而言是均衡的，從而避免抽真空導致的油滴移動。

本申請是申請人2015年12月8日申請專利的分案申請，原專利名稱“降低氣壓測量密立根油滴平衡電壓的方法”，原專利號“201510895837.1”。

技術領域

本發明涉及物理量的測量領域。

背景技術

在判斷一個物體受力平衡時，一般是以物體靜止或者處于勻速直線運動作為判斷標準，大多數的情況都以是否處于靜止來判斷受力物體是否處于力平衡（合力為0）。

密立根油滴的直徑大致在微米的數量級，空氣分子之間的間距大致在納米的數量級，當油滴接近于平衡時，油滴就相當于懸浮顆粒，受到空氣分子的不規則的碰撞，油滴顆粒會出現布朗運動，即不規則的雜亂運動，導致油滴受力平衡的判斷比較困難。對于比較大的油滴，空氣分子對油滴的不平衡作用力相對油滴的重力較小（即質量大、慣性大），其懸浮時的穩定性比較好，但是由于油滴大、質量大、受空氣分子的作用較小，下落時的速度比較快（即下落的時間比較短），測量其下落時間的誤差比較大（受制于人的生理反應速度0.1秒，由于油滴比較細小，無法采用光電門等裝置進行計時，一般都采用顯微鏡放大后進行人為判斷其位置以及操作開始計時和操作停止計時）；當油滴比較小的時候，受空氣分子碰撞作用的不平衡性表現比較大，布朗運動比較明顯，無法準確確定其是否處于平衡狀態，導致平衡電壓的測量誤差比較大。

發明內容

為減少氣體碰撞導致油滴不平衡作用力帶來對測量油滴平衡電壓的影響，本發明設計一種降低氣壓測量密立根油滴平衡電壓的方法。

本發明實現發明目的采用的技術方案是：降低氣壓測量密立根油滴平衡電壓的方法，其特征是：降低油滴室內部的氣壓使油滴的布朗運動現象能夠忽略，能夠忽略是指在水平方向上看不到油滴在漂移，即油滴（由于受到電場力和重力作用）只在豎直方向發生移動；油滴室的落油孔密封，油滴室的下極板與油滴室的圓環形支撐架的下端處于密封狀態，油滴室上極板與油滴室的圓環形支撐架的上端處于密封狀態，圓環形支撐架與觀察孔和進光孔都處于密封狀態，圓環形支撐架的側面有一個通孔連通真空裝置的進氣管道。

圓環形支撐架的內側有一個透明的硬質圓筒，圓筒的高度與圓環形支撐架等高；圓筒與圓環形支撐架具有相同的中心軸線，圓筒外徑比圓環形支撐架內徑小0.5-1mm，即圓筒外側與圓環形支撐架內側之間的徑向距離為0.5-1mm，由于圓筒與圓環形支撐架具有相同的中心軸線，在水平方向的橫截面內，圓筒與圓環形支撐架具有相同的圓心，一條直徑方向上的圓筒的外側半徑與圓環形支撐架的內側半徑之差就是徑向距離，圓筒的側面均勻分布通孔，通孔的直徑為圓環形支撐架側面通孔直徑的5%-20%。

本發明的有益效果是：降低油滴室內部的氣壓使油滴的布朗運動現象能夠忽略，能夠更準確測定油滴的平衡電壓；圓筒的側面均勻分布通孔能夠促使水平方向空氣流動對油滴而言是均衡的，從而避免抽真空導致的油滴移動。抽真空降低氣壓是一種常用的技術，其氣壓的具體數值不是本發明專利所關注的，本發明只要觀察到油滴在水平方向沒有偏移，此時就能夠忽略氣壓碰撞對平衡電壓測量的影響，此時調節平衡電壓旋鈕，使油滴在豎直方向保持平衡，此時測量完成，然后可以逐漸撤出真空恢復到常壓（從真空到常壓是現有技術能夠解決的）。

附圖說明

圖1是 成都世紀中科儀器有限公司實驗儀部件示意圖，圖2是油滴盒裝置示意圖；圖3是均衡油滴室內空氣流動的裝置；