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广东省物理实验设计大赛答辩稿件
现在，请大家随着我们的PPT为大家介绍我们的微电量测量方案。我们的PPT主要由6部分组成，分别是实验设计背景，实验设计原理，微电量测量仪的设计，仪器设计原理及实验过程，实验数据记录及处理，总结。
（点击设计背景）微电量的测量使物理分析从定性跨越到定量计算和精密测量。而密立根实验是测量微电量最经典的方法之一。它利用电场和重力场从宏观上对微电量进行了精确测量。我们根据库仑定理，库仑扭秤实验，扭力扭矩定理，采用定标方法，最小二乘法，4异常值检测法，设计了扭秤微电量测量仪，用来检测微电量的值。
（点击设计原理）我们的扭秤微电量测量仪器主要实验设计原理有库仑原理其中的各个物理意义相信大家都很熟悉了。扭转扭矩原理F = ktor⋅θcorrected，其中ktor为悬丝的扭矩常数，这个也是本实验中唯一需要标定的参数，而悬丝的柔软性不一样，K值也不一样，K值单位为N/rad，θcorrected为经过修正的扭转角，单位为rad。
（点击仪器介绍），我们根据库仑扭秤实验，扭转扭矩原理，设计出我们的扭秤微电量测量仪。其中的各个箭头清晰的注明了我们的实验仪器的各个部分。这个是我们的主视图，这个是我们的左视图，这个是我们的俯视图，一目了然。
（点击实验操作）首先使用导电小球D摩擦起电，其带电量为q，然后用导电小球D通过通透孔，接触导电小球C使得导电小球D的微电量传递到导电小球C中，此时悬丝无任何偏转，使得金属小球A接触小球C，然后带电量变为初始的二分之一。然后悬丝偏转，选择旋钮，使得悬丝偏转回到初始位置。然后根据扭转扭矩定律，悬丝扭转矩与库仑力矩相等，即可求出微电量Q。
（点击实验常数的记录及处理），反复拧动旋钮，使得小球A回到实验开始前的状态,不断利用同一个Q重复实验。考虑到实验仪器漏电等原因，只重复实验5次，最后求的Q得精确值。最终用4d异常值取舍法弃去误差较大的值。
（点击可行性分析）下面请看可行性分析 精度能否达到100e量级？
扭称非常精密，由于旋丝非常柔软，能够将电荷之间的微小作用力转化为宏观上可以分辨的扭角，从而可以测出微小电量。历史上科学家就是采用库仑扭称研究微电量之间的相互作用的。只要选取合适参数的旋丝材料，通过严格定标，可以满足实验所要求的100e精度。
既然可以用微电容测电量，为何还要采用扭称法？
调研文献发现，量级在100pF的电容测量的总电量较大，不易达到10-15量级，但可以用来定标库仑扭称。
由于实验仪器由悬丝，有机玻璃，PVC板材，干燥氯化钙，泡沫小球等东子做成，因此成本很低廉，用最低廉的成本去测定微电量Q。加上实验仪器的重复性强，可操作性强，使得实验方案安全可行，而成本仅仅82元左右。
（点击总结）密立根油滴实验很好的启示了我们---把微观的东西宏观化。本实验设计也如此，将微观的粒子，通过带电小球带上同种电荷相互排斥，悬丝旋转前后的宏观变化，测得了我们的微电量。
我的主讲到此结束，请评委提问，谢谢大家！
