ccd微机密立根油滴仪

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1、微机密立根油滴仪一.实验目的OM98/OM99CCD密立根油滴仪是用于验证电荷的不连续性及测量基本电荷电量的物理实验仪器，也是学习了解CCD图像传感器的原理与应用、学习电视显微镜测量方法的实验仪器。适用于理科、工科及大、中专学校的近代物理实验和普通物理实验的教学。二.实验仪器（一）.仪器特点密立根油滴实验是一个经典实验，但老式油滴仪操作十分困难。为此，1993年我们率先在老式油滴仪上加装CCD摄像头获得成功，推出了“组合式”电视显微密立根油滴仪，并向兄弟院校宣传推广及技术转让。（物理实验，1993，No3）1998年，我们又成功推出了“OM99CCD密

2、立根油滴仪”。CCD摄像显微镜、照明光路、照明光源、油滴盒、高压电源、微处理器电路等都是最新设计，具有“组合式”油滴仪无法比拟的一系列优良性能，是当今最先进的油滴仪。2001年，新型号OM99问世，进一步完善了工艺。1.采用多路信息综合显示技术将数字电压表、数字计时器、油滴像和分划板刻度显示在同一个屏幕上，学生操作直观，教师对实验情况一目了然，也方便了教学操作示范。2.采用电子分划板刻度（1）.与采用光学分划板的油滴仪相比（我们1993的产品），由于其要用一部分光来照亮分划板，因此观察效果相当于早晨看天上的星星；而OM98/OM99采用电子分划板，无需

3、用光照明分划板（暗场法），相当于晚上看夜空的星星，油滴像明亮清晰，无与伦比。（2）.将分划板刻度印死在屏幕上的油滴仪相比，电磁偏转方式的监视器的偏转幅度、扫描非线性极易变化，且台台不同，如用印刷方式将刻度印死在屏幕上，就会带来实验精度无法保证和监视器互换、维修上的困难。（3）.电子分划板方式不受以上影响，可随时更换任何尺寸的监视器或投影仪。3.一机多用做“布朗运动”实验仅需增加一只高倍显微物镜即可（选用北大教材），其他类型的油滴仪难以做这个实验在于：（1）.分划板刻度无法随时更换；OM98/OM99备有两种分划板，可随时切换（A板：0.25mm/格，B

4、板，0.04mm/格）。（2）.其他油滴仪难以看到细小的油滴，OM98/OM99备有高倍显微物镜，实验效果明显。4.平衡电压开关可以和计时开关联动这样操作方便，实验顺利，可以把精力集中在物理内涵上，当然也可不联动。5.增强现代科技含量，不见动手训练内容OM98/OM99油滴仪采用一系列高新科技的目的只是为了能容易地看到油滴的运动以及仪器稳定可靠不易损坏。但对油滴的操纵、控制仍需要足够的耐心和技巧，细心地进行操作，培养严谨的实验作风。这也是我们坚持不推出容易生产的：“智能化油滴仪”的原因所在。6.附赠OM98/OM99油滴仪实验处理软件，可生成、打印、保

5、存实验数据报告。（二）.仪器结构仪器主要有油滴盒、CCD电视显微镜、电路箱、监视器等组成。油滴盒是个重要部件，加工要求很高，其结构见图一。从图一可以看到，上下电极形状与一般油滴仪不同。取消了造成积累误差的“定位台阶”直接用精加工地平板垫在胶木圆环上，这样，极板间的不平行度、极板间的间距误差可以控制在0.01mm以下。在上电极板中心有一个0.4mm的油雾落入孔，在胶木圆环上开有显微镜观察孔和照明孔。在油滴盒外套有防风罩，罩上放置一个可取下的油雾杯，杯底中心有一个落油孔及一个档片，用来开关落油孔。在上电极板上方有一个可以左右拔动的压簧，注意，只有将压簧坝向

6、最边位置，方可取出上级板！这一点也与一般油滴仪采用直接抽出上极板的方式不同，为的是保证压簧与电极始终接触良好。照明灯安装在照明座中间位置，在照明光源和照明光路设计上也与一般油滴仪不同。传统油滴仪的照明光路与显微光路间的夹角为120，现根据散射理论，将此夹角增大为150~160，油滴像特别明亮。一般油滴仪的照明灯为钨丝灯，很易烧坏，OM98/OM99油滴仪采用了带聚光灯的半导体发光期间，使用寿命极长，为半永久性。CCD电视显微镜的光学系统是专门设计的，体积小巧，成像质量好。由于CCD摄像头与显微镜是整体设计，无需零加连接圈就可方便地装上拆下，使用可靠、稳

7、定、不易损坏CCD器件。电路箱体内装有高压产生、测量显示电路。底部装有三只调平手轮，面板结构见图二。有测量显示电路产生的电子分划板刻度，与CCD摄像头的扫描严格同步，相当于刻度线是做在CCD器件上的，所以，尽管监视器有大小，或监视器本身有非线性失真，但刻度值是不变的。OM98/OM99油滴仪备有两种分划板，标准分化板A是8×3结构，垂直线视场为2mm，分八格，每格值为0.25mm。为观察油滴的布朗运动，设计了另一种X、Y方向各为15小格的分化板B。用随机配备的标准显微物镜时，每格为0.08mm；换上高倍显微物镜后（选购建），每格值为0.04mm，此时，

8、观察效果明显，油滴的运动轨迹可以满格。进入或退出分划板B的方法是，按住“计时/停”按钮大于5秒