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密立根油滴实验(密立根油滴实验报告模板 + 程序更新)

密立根油滴实验

实验报告模板已经放在和程序相同的位置了。同时,程序里也已经加入针对每一组数据的不确定度的计算部分。(照常输入完数据以后,会给出这组数据导出的不确定度)

需要注意的是:

1.在这个模板里面,部分内容我只进行了简单的描述,大家自己扩展语句吧,就当回想一下实验过程。

2.由于不确定度计算过于繁琐,可能存在公式的推导错误。程序的运行结果和我的推导结果一致,所以如果对我的推导能力不是特别信任的话,请忽视给出的不确定度结果hhh

扫描推文末尾的二维码并回复“密立根”即可获得实验模板和更新的程序。

我个人认为,这一次实验报告,主要的难点在不确定度处理。这个不确定度处理的繁琐程度是空前的。(如果后面没有更变态的数据处理的话,用空前绝后来形容应该不为过)我关注了北航学习生活圈公众号,然后也看了里面的《密立根油滴实验》的实验报告,在这里我截一部分涉及到不确定度处理的图放在下面:
可以看到这位同学(应该是学长hhh)的不确定度计算,是直接用各次测量得到的e和测得的e的平均值完成的。但这是不合理的。

不妨考虑如下情形:两次测量得到的平均电压U=200V和下落平均时间t=20s相等,故得到的e相等。但是在一次测量当中,U的几次测量值是199V,201V,199V,201V;而在另一次测量中,U的几次测量值为1V,399V,1V,399V。显然后者的不确定度要远远大于前者。

所以正确的计算思路应该是,根据测得的上升时间、下降时间、平衡电压等参数,先算出它们各自的A类不确定度,然后和由仪器误差引起的B类不确定度合并(因为是虚拟实验,不存在仪器误差一说,所以我就默认不存在B类不确定度了)。此后再通过与q(或e)的函数关系计算出e的不确定度。

我算出来大概是这个样子:
静态法
动态法

这样算完每一组数据以后,还要合并6组数据的不确定度才算真正完成计算。具体的推导过程我放在报告模板里了,有兴趣的同学可以考虑重推一下。(不过我觉得大家这么忙估计也没人愿意算)

不知道老师在选择这个实验的时候有没有考虑到不确定度计算的难度…

为了增加讨论气氛,我把过程的推导放在逼乎上(学习一下北航学习生活圈hhh)。大家可以随便评论。点击阅读原文即可进入。

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