基于OBE理念的密立根油滴实验教学初探

基于OBE教育理念,采用BOPPPS手段,探讨了密立根油滴实验的教学过程。通过对教学过程进行细化,建立学习目标,且对实验原理、油滴选取、电荷电量、元电荷计算等关键问题进行系统讨论,构建了参与式学习的关键过程。在该教学模式下,引导学生掌握密立根油滴实验中出现的实验难点、重点,学会独立完成密立根油滴实验,获得计算油滴电量和基本元电荷的方法,为实验课堂教学提供了一种新的教学模式参考。     

1个电子的带电量怎样测出来的?

我们知道,原子是由原子核和绕核高速运动的电子组成,每个电子带1个单位负电荷,其电量是1．602×10－19库仑（C）．显然,如此微小的电量,用一般的电学量器难以测出,1909年密利根（Millihan）用微小油滴带电的实验方法,精密地测出电子的带电量,从中我们不仅得到科学研究方法的启示,而且培养了学生推理能力和理解记忆数据的一种学习方法．1．实验把两个平行电极,放在含有微小油滴的空气中,再用X射线进行照射,使空气中氮、氧离子化而释放出电子,有些自由电子就附在小油滴上,使油滴带上负电荷,在电极间加上一可变电压,测出电场…     

密里根油滴实验的理论分析和测量结果讨论

针对密立根油滴实验中的"静态平衡法"测量过程,首先从理论上分析了不同带电油滴平衡电压与下落时间的关系,为油滴的合理选取提供理论支持;进而从力学角度对带电油滴全程运动进行了推导分析,计算结果显示油滴在极短时间内就达到了极限速度,因此对于油滴匀速下落区域的选取并不需要特别说明,实验条件完全满足;最后,基于312颗油滴的测量结果,对油滴带电量的分布规律进行了研究。实验发现,当油滴电量不超过5 e时,可明显看出电荷量分布的量子化;若油滴下落时间过短或平衡电压过小,则油滴所带电荷量偏大,量子化现象不明显。     

1923年——密立根

密立根(RobertAndrewsMillikan,1868—1953)因对基本电荷和光电效应的研究,获得了1923年度的诺贝尔物理学奖。1911年,为了证明电子电荷为电荷的基本单位,密立根将油雾喷入水平放置的电容器极板之间,然后跟踪单个带电油滴在重力和荷电极板间电场的作用下在空气中的降落过程。当油滴上的电荷改变时,电场对油滴的作用就会突然增强,油滴的速度便会随之改变。他通过调整电容器上的电压,使作用在油滴上向下的重力和向上的电力平衡,从而使油滴保持稳定状态。利用观察到的电压、油滴的密度和油滴自由下降的速度,他能够算出油滴上的电荷值。他发现,…     

伟大探索 光辉成就 1923年——密立根

密立根(RobertAndrews Millikan,1868—1953)因对基本电荷和光电交应的研究,获得了1923年度的诺贝尔物理学奖。1911年,为了证明电子电荷为电荷的基本单位,密立根将油雾喷入水平放置的电容器极板之间,然后跟踪单个带电油滴在重力和荷电极板间电场的作用下在空气中的降落过程。当油滴上的电荷改变时,电场对油滴的作用就会突然增强,油滴的速度便会随之改变。他通过调整电容器上的电压,使作用在油滴上向下的重力和向上的电力平衡,从而使油滴保持稳定状态。利用观察到的电压、油滴的密度和油滴自由下降的速度,他能够算出油滴上的电荷值。他发现…     

密立根油滴实验中两个问题的讨论

引言:密立油滴实验是利用密立根油滴仪验证电荷的不连续性,并得出电子所带电量的一个重要的近代物理基础实验。为了进一步明确实验的物理思想,做好这个实验,笔者对其中的两个问题提出一点粗浅的看法。     

基于数学软件MATLAB的Millikan油滴实验的数据处理与分析探究

Millikan油滴实验是物理实验教学中的一个基本实验,对Millikan油滴实验的实验数据先用手工计算数据处理的过程比较复杂,随意性强,易引入人为误差,作图不标准等劣势,但是用MATLAB对数据进行处理,可以看到清晰直观的数据图,减少计算量的同时还可以得到准确的拟合曲线。测量出基本电荷电量,得出了带电油滴所带电量是基本电荷的整倍数并证实了物体所带电量的不连续性。     

密立根油滴实验中油滴的最佳选择分析

由于密立根油滴实验中油滴大小，带电量各异，选择的油滴不同对实验结果带来的误差也不同。通过实验对在不同条件下，选择最合适的油滴进行讨论，得出最佳油滴的选择标准。     

验证猜想类考题例析

近几年中考物理试题中出现了“验证猜想”类考题.下面列举两例,并略加分析. 例1 农业生产中,人们常用盐水选种.吴明同学根据选种时空瘪的种子漂浮在水面,饱满的种子沉在水底这一现象,猜想“浮力大小可能跟物体重力大小有关”. 请你设计一个简单的实验方案(包括实验器材的选用、实验步骤和实验现象或数据的分析论证等),说明物体所受浮力大小不是由自身重力决定的. 解析:本题答案是开放的.可以从春在相同重力条件下比较浮力或在相同浮力情况下比较重力等角度进行实验,选择的器材应与设计的方案吻合.如:选择橡皮泥、盛水…     

探究阿基米德原理实验的改进

苏科版八年级物理(下)第76页“浮力的大小”一节中,指导实验如下:利用弹簧测力计测出装满水的塑料袋在空气中的示数;再测出其浸没在水中的示数。由此直接得出:浮力大小等于塑料袋中水的重力,等于装水塑料袋排开水的重力。笔者在教学中发现这个实验在得出前一个结论(浮力大小等于塑料袋中水的重力)后,没有进一步进行实验探究,而直接得出了后一个结论(即:将浮力大小等于     

密立根油滴实验与基本电荷的量子性

自从密立根发表了他的油滴实验的成果距今,已有七十多年的历史了。今天,重做着大师们当年做过的实验,深深为其实验方法的巧妙,为其反复实验,坚韧不拔的毅力所叹服。密立根油滴实验在科学的发展史上有着重大的意义。他证实了电荷的量子性,证实了电子的电量都是基本电荷电量e,第一次给出了较为精密的e的值。     

两个自制的物体浮与沉实验装置

借助物体在水中浮力和重力的关系,并利用小试管、烧杯、铅粒、品红溶液、球形干燥管、50 mL注射器等材料,可制作两个物体浮与沉实验装置。两个实验装置分别用于物体浮与沉实验、重力与浮力关系模拟演示实验,可直观展示物体在水中的浮与沉现象,培养学生的观察能力、动手能力、分析和解决问题能力。     

不翻的腰盆

腰盆是我国农村传统的水上交通工具,它具有制作简单,造价低廉,使用灵活方便,阻力小等特点.但它也有不足之处,就是对于不能熟练掌握划腰盆技巧的人,也很容易翻.1翻的原由人坐在腰盆里,漂浮在水面,腰盆要受到浮力的作用.浮力大小等于腰盆排开水的重力,方向竖直向上,作用点在浮心,     

带电粒子(微粒)在平行板电容器中的运动

带电粒子(忽略重力作用)、带电微粒(油滴、液滴、小物块等,要考虑重力作用)在平行板电容器中的运动,是个很典型的力电综合问题.这类问题联系的知识点多,如物体平衡、牛     

一个“浸没而无浮力”的实验

大家知道,阿基米德定律及其公式,仅适用于存在浮力的条件下计算浮力的大小,不能用以判断有无浮力。而教学中,显示浸在液体中的物体却不受浮力的实验比较难做,或常引起误解。比如,用经过表面加工的石蜡或木块,放在水底或水银底的实验,往往因物块虽经加工仍难与容器底的内表面密合,结果液体浸入而使实验失败。即使实验成功,也易使学生误解为物体所以不上浮,是分子间引力或液体的“粘滞力”的作用。     

浮力悖论例析

一、浮力的概念1.浮力的定义物理学中遇到各种各样的力 ,如重力、摩擦力、弹力、分子力、电力、磁力 ,还有压力、支持力、吸引力、排斥力、动力、阻力等 .前几种力是根据物体间相互作用的性质命名的 ,后几种力则是根据力的作用效果命名的 .我们知道 ,物体在液体和气体中受到竖直向上的托力叫做浮力 ,因此浮力是属于按力的作用效果命名的力 .而从浮力产生的原因来看 :浮力起因于液体 (气体 )的压强 ,且浮力的大小等于液体 (气体 )对物体向上和向下的压力之差 ,因此 ,浮力本质上是一种压力 .2 .浮力的大小和方向根据阿基米德原理知道 ,浮力的…     

利用浮力知识测定物质的密度

利用浮力知识测定物质的密度,其基本原理仍是密度公式ρ=mV.因此,充分发挥所给实验器材的作用,利用浮力知识设法直接或间接地测出待测物体的质量和体积,便是处理问题的切入点.下面结合近几年的中考试题,探讨一下处理这类问题的思路和方法.一、测定固体密度利用浮力知识测定固体的密度,首先要有能够对固体产生浮力的液体,这类问题中用到的液体一般都是密度已知的水.对于固体的质量,根据具体情况,一般可用以下两种方法测定:(1)将固体挂在弹簧测力计下,根据弹簧测力计测得的固体的重力算出其质量;(2)让固体漂浮在水面上,先算出固体所受的浮力,…     

两道灵活运用公式的浮力题

浮力问题是初二的一个重点,也是一个难点,许多问题需要灵活运用浮力的计算公式,其计算方法有以下几种:(1)根据阿基米德原理的公式F=ρ液gV排计算;(2)利用称重法计算F=G空-G液,其中G空表示物体在空气的重力,G液表示物体在液体中的视重;(3)利用物体漂浮和悬浮的条件F浮=G物;(4)利用浮力产生的原因,F=F下-F上.现在举两道运用的例子:     

《纸飞翼》课堂实录

上课前,阎老师正在浏览教学方案,通过教材分析,她懂得本课是以纸飞翼为载体来研究物体在重力、浮力、阻力、升力作用下的留空现象,从而培养学生的科学探究能力,激发学生学科学、做科学、用科学、爱科学的     

仿真软件静态法测量密立根油滴实验

密立根油滴实验选择合适平衡电压以及油滴是实验成败的关键,本文以科大奥瑞仿真软件为平台,展示了静态法测量密立根油滴所带电量的参数以及取值范围,为学生深刻理解实验提供帮助。