[實(shí)用新型]一種使用壓縮空氣流產(chǎn)生微小帶電油滴的密立根油滴實(shí)驗(yàn)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720152274.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN206619324U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁志強(qiáng);林子琪;陳廣源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種使用壓縮空氣流產(chǎn)生微小帶電油滴的密立根油滴實(shí)驗(yàn)儀。

背景技術(shù)

密立根油滴實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)史上的一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，也是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個(gè)重要的教學(xué)內(nèi)容。其原理是根據(jù)帶電油滴在電場(chǎng)里受力平衡的條件可測(cè)得其平衡電壓，根據(jù)斯托克斯定律使用落體法測(cè)得油滴的質(zhì)量和半徑，最后經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男拚屠碚撚?jì)算得到油滴的帶電量。

進(jìn)行密立根油滴實(shí)驗(yàn)需要生成大量的微小帶電油滴，并且在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備還需要滿足方便、低成本、重復(fù)性好的條件。然而常用的霧化設(shè)備往往無(wú)法滿足要求，例如，手持式的氣壓噴瓶的霧化油滴體積過(guò)大，超聲霧化器產(chǎn)生的油滴幾乎不帶電荷，因此都無(wú)法適合實(shí)驗(yàn)使用。實(shí)際中通常使用的是三角薄層噴瓶產(chǎn)生微小的帶電油滴，然而三角薄層噴瓶由于使用的是手動(dòng)按壓的方式產(chǎn)生氣流，因此油滴霧化率偏低，需要重復(fù)多次才能產(chǎn)生足夠數(shù)量的油滴；另一方面，三角薄層噴瓶還會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量體積較大的油滴，這部分油滴會(huì)積累在油滴實(shí)驗(yàn)儀的油霧孔造成堵塞，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往需要多次清潔油霧孔。此外，現(xiàn)使用的密立根油滴實(shí)驗(yàn)儀，其霧化杯是和霧化器分開而并非密閉連接，因此外部空氣灰塵容易進(jìn)入油霧孔造成堵塞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種使用壓縮空氣流產(chǎn)生微小帶電油滴的密立根油滴實(shí)驗(yàn)儀。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種使用壓縮空氣流產(chǎn)生微小帶電油滴的密立根油滴實(shí)驗(yàn)儀，所述實(shí)驗(yàn)儀包括：可調(diào)延時(shí)開關(guān)1、空氣壓縮機(jī)2、霧化杯3、第一連接氣管4、第二連接氣管5、油滴盒6、電路箱體7、顯微攝像機(jī)8、顯示屏9；

其中，所述的可調(diào)延時(shí)開關(guān)1通過(guò)電源導(dǎo)線與所述的空氣壓縮機(jī)2相連，所述的空氣壓縮機(jī)2通過(guò)所述的第一連接氣管4與所述的霧化杯3相連，所述的霧化杯3通過(guò)所述的第二連接氣管5與所述的油滴盒6相連，所述的油滴盒6和所述的顯微攝像機(jī)8固定在所述的電路箱體7上，所述的顯微攝像機(jī)8通過(guò)信號(hào)導(dǎo)線與所述的顯示屏9相連；

所述的油滴盒6內(nèi)設(shè)置有上、下兩塊圓形平板，所述的電路箱體7內(nèi)設(shè)置有電路板，電路板通過(guò)導(dǎo)線與兩塊圓形平板相連，使兩塊圓形平板帶有電壓，此電壓可通過(guò)電路板進(jìn)行調(diào)節(jié)或開關(guān)，所述的電路箱體7通過(guò)電源導(dǎo)線與所述的顯微攝像機(jī)8相連，以提供所述的顯微攝像機(jī)8的工作電源。

進(jìn)一步地，所述的空氣壓縮機(jī)2產(chǎn)生壓縮空氣流，壓縮空氣流經(jīng)過(guò)所述的第一連接氣管4進(jìn)入所述的霧化杯3，使所述的霧化杯3內(nèi)的油液劇烈震蕩氣化，進(jìn)而產(chǎn)生油霧，油霧與所述的霧化杯3之間的相互碰撞摩擦產(chǎn)生電荷，最終形成大量的微小帶電油滴。

進(jìn)一步地，所述的可調(diào)延時(shí)開關(guān)1用于調(diào)節(jié)所述的空氣壓縮機(jī)2的電源打開和關(guān)閉之間的時(shí)間間隔T，通過(guò)調(diào)節(jié)時(shí)間間隔T實(shí)現(xiàn)控制所述的空氣壓縮機(jī)2的導(dǎo)通時(shí)間，起到控制油液霧化量的作用。

進(jìn)一步地，所述的霧化杯3和所述的油滴盒6之間通過(guò)所述的第二連接氣管5密閉連接。

進(jìn)一步地，所述的油滴盒6的上圓形平板上有一個(gè)小孔，油滴可通過(guò)小孔進(jìn)入上、下兩塊圓形平板之間。

進(jìn)一步地，所述的顯微攝像機(jī)8可拍攝上、下兩塊圓形平板之間油滴的實(shí)時(shí)圖像并進(jìn)行適當(dāng)放大然后通過(guò)信號(hào)線傳送到所述的顯示屏9上進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步地，所述的空氣壓縮機(jī)2采用活塞泵產(chǎn)生高速噴射式的壓縮空氣流，壓縮空氣流通過(guò)所述的第一連接氣管4傳送到所述的霧化杯3，所述的霧化杯3在使用前預(yù)先裝有1～5ml的液體鐘油。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

本實(shí)用新型可快速產(chǎn)生大量直徑在0.5～5微米左右直徑的帶電油滴。用此實(shí)驗(yàn)儀產(chǎn)生的帶電油滴尤其適合用在密立根油滴實(shí)驗(yàn)的測(cè)量中，通常只需要1～2秒，就能夠產(chǎn)生足夠的油滴供實(shí)驗(yàn)人員反復(fù)多次測(cè)量，并且測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果穩(wěn)定，有利于提高實(shí)驗(yàn)效率，增加實(shí)驗(yàn)速度。

同時(shí)，由于霧化杯3和油滴盒6采用密閉連接，可以減少油液的揮發(fā)，有利于節(jié)省實(shí)驗(yàn)耗材，便于實(shí)驗(yàn)后的清潔衛(wèi)生，同時(shí)外部空間的灰塵雜質(zhì)不容易進(jìn)入油滴盒6，可有效減少小孔603的堵塞次數(shù)，提高實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)儀應(yīng)用于密立根油滴實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，可提高實(shí)驗(yàn)的速度，使學(xué)生將更多的時(shí)間用于實(shí)驗(yàn)測(cè)量、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、數(shù)據(jù)結(jié)果整理方面，有利于提高實(shí)驗(yàn)效率，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也更加穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型公開的一種使用壓縮空氣流產(chǎn)生微小帶電油滴的密立根油滴實(shí)驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)組成示意圖；