密立根法测量热膜式气体流量传感器中污染物颗粒带电量

热膜式气体流量传感器在实际使用过程中,其芯片表面很容易被微小颗粒污染,使精度达不到工作要求。试验研究发现,传感器通电工作时,芯片表面电场力是造成污染物颗粒吸附堆积的主要因素。因此,污染物颗粒带电量的大小对芯片表面颗粒的堆积有着直接影响。文中采用Mastersizer 2000激光粒度分析仪和密立根油滴仪联合测量了颗粒群的平均粒径和平均带电量。激光粒度分析仪所测污染物颗粒的平均粒径为3.311μm,根据此平均粒径值,密立根油滴仪所测3.2~3.4μm范围内的颗粒所带平均带电量为6.4×10^(-17) C,此带电量即为整个颗粒群的平均带电量。

利用最小二乘法处理密立根油滴实验数据

从密立根油滴实验可以比较容易地看出油滴所带电荷量是不连续变化的,但是要确定基本电荷量却并不容易.本文旨在介绍一种基于最小二乘法原理的密立根油滴实验的数据处理新方法.

密立根油滴实验方法探究

密立根油滴实验是测量基本电荷量并验证电荷量不连续性的经典实验。实验中,选择适当的方法非常重要。基于长期的教学实践和方法探究,归纳总结了一些合适的、不易被实验者所注意的实验细节,以提升实验测量的精度。

密立根油滴实验中油滴的参数选择分析

密立根油滴实验中关于"合适"的油滴选择是做好实验的关键环节,文中利用数值模拟的方法直观地展示了静态法和动态法测量油滴所带电量的各参数应当选取的范围,该结果能够丰富实验内容,加深学生对实验的理解和把握。

一种密立根油滴实验数据处理的新方法

从元电荷反证法出发,通过对其误差项进行分析、讨论,提出了一种利用对数求解元电荷e值的实验数据处理新方法.通过对大量实验数据样本的计算结果表明,这种方法能有效地减小数据处理的误差,提高元电荷e值的测量精度,与元电荷反证法相比数据处理精度约提高一个数量级.

密立根油滴实验数据处理的多重差值法

利用多层次作差和求平均的多重差值法改进了密立根油滴电量逐项相减法.多重差值法既保留了油滴电量逐项相减法简单直观而且易于得到电荷不连续性的优点,又克服了其一般情况下得到的基本电荷电量测量值偏小的缺点.

关于密立根油滴实验数据处理的新探讨

密立根油滴实验是大学物理的经典实验,通过处理实验测量数据即可得出基本电荷量.各高校开展实验的方法基本相同,但处理实验数据的方法却各式各样.为了减小因数据处理带来的误差,提出多种方法结合处理数据,即在作图法的基础上增加分组法和最小二乘法处理数据,结果显示误差明显减小.通过5个教学班的试验教学,验证了文中观点的可行性,并取得了良好的效果,可在实际教学中应用推广.

借助Origin软件完善密立根油滴实验数据处理

结合Origin软件，笔者提出了一种完善密立根油滴实验中所采用的最小电量坐标原点射线法的方案，使该方法在应用于测量不十分精确的情况中也能取得理想的效果．

基于Matlab用最大公约数法求电子电量

用Matlab程序辅助,在允许一定误差存在的情况下,给出了求正实数的最大公约数的函数,并把其运用于密立根油滴实验的数据处理中,求出了最小电荷电量。

基于枚举-方差法寻找密立根油滴实验中的元电荷值

为了得到较为精确的元电荷值,基于枚举-方差法来计算在密立根油滴实验中的元电荷电量,并在算法中进一步优化提出利用元电荷量阈值限制最大公约数.结果表明:这种计算方法思路简洁明了,可以快速准确地计算出基本电荷值.

Java面向对象程序设计在密立根油滴实验中的应用

在电子科技发达的时代背景下,为提高实验数据处理的效率,实现物理实验数据处理的自动化,以密立根油滴实验为例,运用高效率、结构化、模块化的编程语言,采取面向对象的编程技术,用Java编程语言编写了适用于密立根油滴实验数据处理的程序,计算出元电荷量为1.619×10-19C,和公认值相比,相对误差为1.038%,并通过比较Visual Basic、Matlab、C语言、Java在物理实验数据处理中的优劣势,说明了Java面向对象程序设计在数据处理乃至科学计算中的优势。

基于残差平方和的图示法分析油滴电荷量

用图示法描绘了某次测量中油滴带电量的残差平方和的分布。提出了求解基本电荷量的最小二乘解方法,有效地减少了测量误差。

利用密立根油滴实验仪测定空气粘滞系数

以传统落球法测量液体粘滞系数为背景,结合密立根油滴实验,将空气中的油滴模拟成液体中运动的小球,如此即可将落球法测量液体粘滞系数的思想应用到测量空气粘滞系数中.借助CCD成像系统捕捉油滴状态并使用智能手机记录其运动过程.并利用tracker软件对相关物理量进行采集,最终通过计算得出空气粘滞系数.

密立根油滴实验测量优化方案

通过动态法优化了密立根油滴实验,分析油滴在无电场中由静止到向下匀速运动,电场中由向下的匀速运动到静止,由静止到向上匀速运动,整个运动过程中各个运动状态的变化,推导出油滴匀速运动的条件,确定了油滴两次匀速运动的位置选取.提高了密立根油滴实验测量的成功几率,使实验结果更加准确.

基于图像采集卡的密立根油滴实验改进方法

对传统的密粒根油滴仪进行改进,引入图像采集卡将油滴图像捕捉到计算机中,通过编程控制,实现对实验图像的动态捕捉和实验数据的自动测量.采用改进型作图法进行数据优化,测得油滴的带电量为1.598×10-19C,误差由原来的1.87%减小为0.87%,提升了实验精度,且实验重复性好,操作简单,便于测量.

密立根油滴实验的数据处理方法研究

在密立根油滴实验中,对大量油滴电荷量数据,首先利用极端数据剔除法找到最佳的电荷量分割区间,然后用峰值法和聚类分析方法分别确定不同电荷量区间实验数据分布的中心.用峰值法和聚类分析方法得到的元电荷量值分别为1.525×10^(-19) C和1.527 1×10^(-19) C,与公认值e=1.60×10^(-19) C的相对偏差分别为4.7%和4.6%,满足了实验要求.

密立根油滴实验的动态测量法

本文基于对动态法测量微小电量的物理过程分析,开发了动态法测量微小电量的数据处理程序,使动态法可以便捷地应用于教学,拓展了密立根油滴实验的外延,丰富了这一经典实验的物理内涵,使学生可以更好地理解密立根油滴实验及运动方程在解决实际问题中的应用.

基于大数据分析思路的油滴实验数据处理方法

本文基于大数据分析思路,提出了在密立根油滴实验中一种优化的公约数数据处理方法,即最大概率比值法。该方法是将实验所得到的密立根油滴实验数据两两相比,并将比值接近整数比的数据提出,找出出现频次(概率)最大的公约数并取平均,在不使用元电荷公认值的情况下,得到最终的元电荷的实验值。这样,避免了人为因素对数据处理过程中的干扰,同时处理的数据量越大,越容易得到更为精确的数据处理结果。

关于密立根油滴实验动态法的讨论

利用ZKY-MLG-6 CCD显微密立根油滴仪测量电子的电荷量,通过反复实验,分析油滴电荷量的大小、阀门关闭与否对实验的影响,讨论初始电压、工作电压的选择范围.得到的结论为:(1)不管是用平衡法还是用动态法测量电子的电荷量,油滴的电荷量较大时,测量结果更为准确;(2)用动态法测量电子的电荷量时,阀门关闭与否对测量并没有明显的影响;(3)用动态法测量带大电荷量的油滴,初始电压分别为300 V和400 V,工作电压分别为平衡电压的1.5、2.0和2.5倍时,测量结果都较好.

密立根油滴实验数据处理的最优化方法

通过构造目标函数,将测得的一组电量作为一个整体来看待。由目标函数的特征可以判别这组电量是不是“量子化”的,如果是量子化的,可求出基元电荷的最佳估计值,并估计其误差。