本发明属于物理实验教学仪器技术领域，涉及一种拍照式油滴实验方法。
背景技术：
密立根油滴实验是近代物理实验中的一个经典项目，传统的油滴实验仪采用目测加手动的方式来测量油滴速度，普遍存在以下问题：人工测量油滴速度，测量误差大；采用人工控制计时工具来测量油滴速度，由于油滴是动态的，人对油滴位置的判断容易产生误差，手动控制计时工具时也存在反应时间问题(正常人的反应时间为0.15秒～0.4秒)，这些都不可避免给实验带来了较大误差；测量过程繁琐、效率低下且浪费油。正是由于人工测速误差较大，故须对同一油滴的上升、下降速度进行多次(如10次)测量，过程不仅繁琐且持续时间长，油滴挥发造成的影响也较大。另外，一次喷油过程，即使有多个油滴适合测量，也只能选择其中一个油滴进行测量，而通常要测量5到10个油滴，则起码要喷油5到10次以上，既测量效率低，又浪费油。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种拍照式油滴实验方法，解决了传统的采用人工控制计时工具来测量油滴速度误差较大、测量效率低又浪费油的问题。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
1.调整好拍照式油滴实验仪、设置拍照设备的曝光时间t；
2.喷油产生油滴；
3.拍下未加电场时一系列油滴向下匀速运动的轨迹图；
4.给上极板1和下极板2施加一定的直流电压u；
5.拍下在电场作用下同一系列油滴向上匀速运动的轨迹图；
7.在步骤5中的轨迹图中找出与步骤3中的轨迹图相对应的n个油滴上升轨迹，测出它们的上升距离l1,l2……ln，则各油滴的上升速度ue分别为：
8.计算得到n个油滴的带电量q1,q2……qn。
进一步，油滴的带电量q计算如下：
d表示平行极板之间的距离，u为平行极板间的电压，η是空气的粘滞系数，ρ和σ分别是油和空气的密度，g是当地的重力加速度，ug、ue分别表示没有电场作用和有电场作用时油滴的运动速度。
本发明的有益效果是测量精度高，效率高且不会浪费油。
附图说明
图1是拍照式油滴实验仪结构示意图；
图2是未加电场时油滴下降轨迹图；
图3是施加电场后油滴上升轨迹图。
图中，1.上极板，2.下极板，3.成像物镜，4.调焦轮，5.液晶显示屏，6.拍照控制按钮，7.曝光设置旋钮。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明装置采用拍照的方式实现对油滴运动速度的测量，
本发明如图1所示，包括上极板1和下极板2，喷油从上极板空隙喷入油滴进入上极板1和下极板2之间，成像物镜3对准油滴拍摄，调焦轮4对成像物镜3进行调焦，液晶显示屏5显示油滴成像，液晶显示屏5下方的拍照控制按钮6进行拍照控制、曝光设置旋钮7进行曝光设置。本发明能够实现对多颗油滴带电量的同时测量，具体方法如下：
1.本发明的优点还在于：调整好拍照式油滴实验仪、设置拍照设备的曝光时间t；
2.喷油产生油滴；
3.拍下未加电场时一系列油滴向下匀速运动的轨迹图，如图2所示。
4.给上极板1和下极板2施加一定的直流电压u；
5.拍下在电场作用下同一系列油滴向上匀速运动的轨迹图，如图3所示。
6.根据图2选出若干合适的油滴运动轨迹与标尺比较，测出n个油滴的下降距离，则各油滴的下降速度ug分别为：
7.在图3中找出与图2相对应的n个油滴上升轨迹，测出它们的上升距离l1,l2……ln，则各油滴的上升速度ue分别为：
8.根据下式计算得到n个油滴的带电量q1,q2……qn，油滴的带电量q如下式计算：
d表示平行极板之间的距离，u为平行极板间的电压，η是空气的粘滞系数，ρ和σ分别是油和空气的密度，g是当地的重力加速度，ug、ue分别表示没有电场作用和有电场作用时油滴的运动速度。可见，只要测出u、ug、ue等宏观量，结合其它可查到的参数即可算出油滴的带电量q。极板间电压可通过电压表测得。
本发明优点还在于：
1、油滴运动时间的测量更加精准；
时间测量精度取决于该电子快门的质量，计时误差通常小于1ms，远远低于人的反应时间。
2、油滴运动距离的测量更加准确；
使用拍照的方式将一颗颗动态的油滴变成一根根静态的轨迹线，更加有利于油滴移动距离的准确测量。
3、一次喷油便可同时测量多颗油滴，测量效率高、节约用油；
同张相片中将同时记录下多颗油滴的运动轨迹，因此一次拍照便可完成对多颗油滴的测量。
4、测量过程短，有效降低油滴挥发带来的影响；
一般油滴的拍照时间仅以秒计，与传统方法的持续数分钟相比，有效降低了油滴挥发带来的影响。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。