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大学物理实验, 2025, 38(4): 44-49     https://doi.org/10,14139/j.cnki.cn22-1228.2025.04.008
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视频追踪技术在密立根油滴实验中的应用
张家伟,陈学文 *,肖雨,蒋雨豪
重庆科技大学 数理科学学院,重庆 401331
The Application of Video Tracking Technology in Millikan Oil Drop Experiment
ZHANG Jiawei,CHEN Xuewen * ,XIAO Yu,JIANG Yuhao
School of Mathematical and Physical Sciences,Chongqing University of Science and Technology,Chongqing,401331,China
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摘要 

在密立根油滴实验中,油滴下落时间和平衡电压的测量是影响实验结果的两个主要因素。针对密立根油滴实验中油滴下落时间测量不够精确的情况,本文利用软件 Tracker 追踪实验油滴下落轨迹和时间,从而提高测量油滴下落时间的精度。具体实验过程中,本文同时使用传统手动计时和软件Tracker 追踪技术测量了 20 粒油滴的下落时间,通过对比,发现利用软件 Tracker 追踪油滴的方式可将油滴下落时间的精确提高到 0.001s 的量级,大大提高油滴下落时间的测量精度,进而获得的油滴电荷量测量结果更加精确。同时,利用软件 Tracker 追踪油滴的下落轨迹,可更加直观展现布朗运动对微小油滴的影响效应。

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张家伟
陈学文
肖 雨
蒋雨豪
关键词:  密立根油滴  Tracker  相对误差  布朗运动     
Abstract: 

In the Millikan oil drop experiment,the measurement of oil droplet falling time and equilibrium voltage constitutes two primary factors influencing experimental results. To address the issue of insufficient precision in measuring oil droplet descent time during the experiment,this study employs the Tracker software to track the falling trajectories and timing of oil droplets,thereby enhancing the measurement accuracy of descent time.During specific experimental procedures,we simultaneously utilized traditional manual timing and Tracker software tracking technology to measure the descent times of 20 oil droplets. Comparative analysis revealed that the Tracker-based tracking method improves the precision of oil droplet falling time measurements to the 0.001 s level,significantly enhancing temporal resolution.This advancement consequently yields more accurate charge quantity measurements.Furthermore,the Tracker software's visualization of droplet trajectories provides intuitive demonstration of Brownian motion effects on microscopic oil droplets.

Key words:  Millikan oil drops    Tracker    relative error    Brownian movement
               出版日期:  2025-08-25      发布日期:  2025-08-25      整期出版日期:  2025-08-25
ZTFLH:  O 562.2  
基金资助: 

国家自然科学基金(12275036,11847301);重庆市自然科学基金(cstc2021jcyj-msxm X0681,cstc2021jcyj-msxmX0678);中央高校研究项目(2019CDJDWL0005);重庆科技大学本科教育教学改革研究项目(202367,202477)

引用本文:    
张家伟, 陈学文, 肖 雨, 蒋雨豪. 视频追踪技术在密立根油滴实验中的应用 [J]. 大学物理实验, 2025, 38(4): 44-49.
ZHANG Jiawei, CHEN Xuewen , XIAO Yu, JIANG Yuhao. The Application of Video Tracking Technology in Millikan Oil Drop Experiment . Physical Experiment of College, 2025, 38(4): 44-49.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10,14139/j.cnki.cn22-1228.2025.04.008  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I4/44
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