摘 要

油滴实验作为众多近代的物理实验中的一个非常具有代表性的实验，知网论文查重以大胆创新的实验推理和另辟蹊径的设计思路成为此实验最为经典的地方。本文主要对油滴实验的背景，实验内容和实验数据的处理方法进行分析和研究，如今物理学的飞速发展，近代物理学的伟大发现至今依然发挥着至关重要的作用。

本文将对油滴实验的实验内容和数据处理方法进行探究，并对处理方法加以对比和分析。第一章主要讲的油滴实验的重要意义和仪器介绍，第二章对计算机处理数据进行了简单的分析和探索，第三章重点讲解了逆推法的原理和过程。

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前 言

在近代物理学史上，Millikan油滴实验室一个非常具有代表性的实验，Millikan独具匠心的设计思路和大胆创新的实验推理是此实验最为经典之处^[1]。本文主要对Millikan油滴实验的背景，实验内容和实验数据的处理方法进行分析和研究，对Millikan油滴实验的仪器简单讲解。

油滴实验的探究性非常强，它代表了一种实验模式和思维方式，一百多年以来无数学者的兢兢业业的研究至今已发现了很多实验方法和处理数据的计算方法，这些方法都各自具有优势之处，

我们可以以本文所介绍的两大类相对比，一是计算机处理，二是手工计算处理。计算机处理的优势便在于计算精度高，误差小，如果运用计算机模拟实验的话将会减少更多的系统误差，其便利之处显而易见，但是计算机也有不足之处，便是无法还原实验最初之时的情况，难以体现出油滴实验在操作上的精妙之处，有些时候事事都由计算机代劳并不见得是一种进步。

手工计算的优势便在于此，手工计算会将实验的步骤和原理的新颖之处体现出来，更加直观的让我们体会到实验设计的精巧所在，在处理实验数据的过程中也会让我们对实验的原理有更深的认知，让我们学到更多课本之外的知识，也会利于开发我们的创造力和动手能力，但是手工计算也是有难以掩盖的劣势之处，手工计算的误差往往会很大，而且处理数据的方法并不是非常严谨科学，无法作为真正的探究性的实验。

在处理数据的时候已经有了一个国际标准的电荷量在心中干扰着我们，正如很多学者所言，当我们实验的数据与国际标准相差较大的时候，我们就会心中怀疑是自己的失误，而不会去怀疑国际标准值，其实真正的实验过程中正是有了对实验的误差刨根问底才会有更多的发现，若是误差较大便吧数据当做失败数据丢弃，那么科学的发展只能止步不前了，有了怀疑能力才能有探索的动力，手工计算是就可以发现问题，再想办法解决问题，这也是一种学习。

如今物理学的飞速发展，近代物理学的伟大发现至今依然发挥着至关重要的作用，我们对经典物理实验的探究也会对我们有新的启迪和发现^[2]。无数科学前辈都是经过苦心孤诣的专研和探索才发现种种伟大的物理规律，虽说物理学家们常说自己是站在巨人的肩膀上，可若无对科学的热爱至诚，若无年年岁岁的潜心研究，也不会有登上领奖台时的辉煌^[3]。

本文会对油滴实验的仪器，实验的过程和计算原理进行探索性分析，并且对MATLAB软件，逆推法，最小二乘法等几种比较常用的数据处理方法进行一些简单介绍，然后对这些方法进行互相对比和分析，找出各自的优势和劣势，已经适合应用于哪些情况。

           第一章 油滴实验简介

• 1.1 油滴实验的重要意义

在众多的近代物理经典实验中，油滴实验是颇具代表性的，因为该实验有着独特的设计思路和创新性的测量方式，本章将对Millikan油滴实验的由来和发展过程进行探究分析^[4]。

Millikan是一个极具耐心的科学家，他从1907年开始致力于电子电荷的测量直到1913年终于成功测得准确的实验结果，此后他也通过实验测出了当时最精确的普朗克常量^[5]。这一系列的重要成就使得他在1923年当之无愧的获得了诺贝尔物理学奖。我们常说“十年磨一剑”，而Millikan花费了7年的光阴致力于元电荷的测量实验中，这种惊人的耐心和毅力着实令人钦佩^[6]。