第一篇：密利根油滴實驗報告

密利根油滴實驗 實驗目的 1.通過對帶電油滴在重力場和靜電場中的運動進行測量，驗證電荷的量子性和測定電子電荷。

2.學習密利根油滴實驗精湛的思想和方法 實驗原理

本次油滴實驗運用平衡測量法。

首先利用噴霧器將霧狀油滴噴入兩塊相距 d 的平衡板間，平行板帶電壓 V，使油滴在電場中受到電場力的影響運動。選擇其中一個油滴，調整電壓使其處于穩定狀態，此時油滴受到重力和電場力。有 1)

同樣，油滴在空氣中受到的空氣粘滯力有 2)

設油滴密度為ρ，油滴的質量有 3)

聯立 2，3 式，得到 4)

√式是由 Stokes 定律得來，但 Stokes 定律是以連續介質為前提。由于實驗中的油滴半徑極小，丌能將空氣看做連續介質，因此，空氣粘滯系數應做修正：

5)

聯立以上 3,4,5 式，其中 b=8.23×10^-3Pa·m g=9.80m·s^-2

P=101.325Pa

d=5.00×10^-3m l=2.00×10^-3m 得到 6)

[

（√)]

用 q 除以 e，可以得到油滴元電荷的數量 n，若 n 接近整數，則為可用數據，e 即為我們要求的電子電量 e。

實驗步驟 1.尋找合適的油滴 調整極板間電壓為 200V 左右，利用噴霧器將大量油滴噴射到極板間，大部分油滴均以一定速度向兩極板移動，質量較大或較小的移動速度相比同電荷量的要快些。過一段時間后，監視器里的油滴已經非常少了，選擇其中最穩定的油滴，調整電壓，使該油滴在電壓下靜止，滿足 1）式。記錄此時極板間電壓 V。

2.測量相關數據 略微升高電壓，使油滴在高于重力的電場力下向上移動至屏幕最上方，恢復電壓。再斷開極板通電，使極板間無電場，油滴隨著重力下降。過程中用秒表記錄油滴降到監視器最下邊的時間間隔。

3.計算 帶入 3），6）式，得出油滴的半徑和電荷量。

4.重復實驗 選擇 20 個丌同的油滴，每個油滴測量 4 組降落。

5.繪制丌同油滴半徑和電量的散點圖

實驗數據

0 5 10 15 207.50E-0108.00E-0108.50E-0109.00E-0109.50E-0101.00E-0091.05E-0091.10E-0091.15E-0091.20E-009 G半徑 /m編號0 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 M電量 /c編號

將電量按由小到大順序排列 0 5 10 15 204.00E-0196.00E-0198.00E-0191.00E-0181.20E-0181.40E-0181.60E-018 MY Axis TitleX Axis Title 由上圖可見，油滴電荷量均分布在某些固定值左右，且每一固定值之間的電荷很少。由此可得出結論，基本電荷是量子化的，即油滴帶電量為某一固定值的整數倍。

由圖中數據可見，大部分數據雖然有量子化趨勢，但是偏離較為嚴重，得出結論：實驗數據較為粗糙。

0 2 4 6 8 10 12 14 161.35E-0111.40E-0111.45E-0111.50E-0111.55E-0111.60E-0111.65E-0111.70E-011Y =1.32883E-11+2.50711E-13 X L Polynomial Fit of 1_L電荷量分布平均值編號 上圖是丌同電荷量集中區域不編號的關系，從圖中可知，電荷量分布在一個線性區域中，而第七和第九嚴重偏離直線，誤差較大，可以忽略。

測量及計算數據如下：

油滴編號 電壓 時間 1 時間 2 時間 3 時間 4平均時間 半徑/m 電荷量/c 1 195 21.09 21.06 22.06 22.03 21.56 7.88E-10 6.41E-19 2 164 21.06 20.63 20.71 20.66 20.765 8.19E-10 8.08E-19 3 152 14.79 14.57 14.31 14.55 14.555 1.17E-09 1.52E-18 4 155 17.27 17.31 17.41 17.11 17.275 9.84E-10 1.14E-18 5 166 16.2 16.52 16.19 16.34 16.3125 1.04E-09 1.16E-18 6 190 16.53 16.36 16.44 16.56 16.4725 1.03E-09 1.00E-18 7 310 20.61 20.75 20.81 20.89 20.765 8.19E-10 4.28E-19 8 208 15.63 15.74 16.01 15.79 15.7925 1.08E-09 9.77E-19 9 189 18.7 18.94 19.08 19.08 18.95 8.97E-10 8.09E-19 10 180 17.1 17.56 17.47 17.45 17.395 9.77E-10 9.71E-19 11 213 20.12 20.1 19.98 20.34 20.135 8.44E-10 6.53E-19 12 227 14.89 14.9 15.25 15.11 15.0375 1.13E-09 9.66E-19 13 244 18.52 18.28 18.3 18.37 18.3675 9.26E-10 6.58E-19 14 210 15.57 15.61 15.37 15.49 15.51 1.10E-09 9.95E-19 15 214 20.32 20.17 19.99 19.93 20.1025 8.46E-10 6.52E-19 16 304 16.27 16.25 16.53 16.09 16.285 1.04E-09 6.37E-19 17 243 18.49 18.29 18.37 18.29 18.36 9.26E-10 6.61E-19 18 235 19.09 19.19 20.65 19.19 19.53 8.70E-10 6.21E-19 19 199 21.3 21.25 21.43 21.35 21.3325 7.97E-10 6.39E-19 20 165 20.72 20.56 20.84 20.75 20.7175 8.21E-10 8.06E-19

第二篇：密立根油滴課后思考題

密立根油滴是一個物理實驗，大家做完這個實驗之后有什么收獲呢？以下是小編精心準備的密立根油滴課后思考題，大家可以參考以下內容哦！

一、選擇題

1、在密立根油滴實驗前，需要實驗裝置進行水平調節操作嗎？

A、需要 B、不需要

2、在密立根油滴實驗時，任意一個油滴都可以被作為實驗測量對象嗎？

A、是 B、不是

3、在密立根油滴實驗中，主要驗證電荷的（）

A 顆粒性 B 連續性 C 帶電性

4、以下說法正確的是：（）

A、在實驗過程中尋找的電荷平衡電壓為0-400之間的任意值

B、本次實驗所采用的方法是動態（非平衡）法測油滴電荷

C、我們將實驗測量和計算得到的一組油滴帶電量數據除以公認值e，得到各油滴的帶電量子數（一般為非整數），再對這些四舍五入取整，作為各油滴的帶電量子數n5、密立根油滴實驗中，基本電荷e的計算，應對實驗測得的各油滴電荷q求（）

A、算術平均值 B、最小公倍數 C、最小整數 D、最大公約數

二、填空題

1、在進行密立根油滴實驗時，選擇一個合適油滴的電壓標準是 V到 V。

2、在進行密立根油滴實驗時，選擇一個合適油滴的試測時間范圍是 S到 S。

3、密立根油滴實驗中，主要需要測___________和 ___________這兩個物理量。

三、簡答題

1、為什么實驗前要先調水平？

2、什么樣的油滴是合適的？

參考答案：

一、選擇題

1、在密立根油滴實驗前，需要實驗裝置進行水平調節操作嗎？

A、需要 B、不需要

答案：A2、在密立根油滴實驗時，任意一個油滴都可以被作為實驗測量對象嗎？

A、是 B、不是

答案：B3、在密立根油滴實驗中，主要驗證電荷的（A）

A 顆粒性 B 連續性 C 帶電性

4、以下說法正確的是：（C）

A、在實驗過程中尋找的電荷平衡電壓為0-400之間的任意值

B、本次實驗所采用的方法是動態（非平衡）法測油滴電荷

C、我們將實驗測量和計算得到的一組油滴帶電量數據除以公認值e，得到各油滴的帶電量子數（一般為非整數），再對這些四舍五入取整，作為各油滴的帶電量子數n5、密立根油滴實驗中，基本電荷e的計算，應對實驗測得的各油滴電荷q求（D）

A、算術平均值 B、最小公倍數 C、最小整數 D、最大公約數

二、填空題

1、在進行密立根油滴實驗時，選擇一個合適油滴的電壓標準是 200 V到 300 V。

2、在進行密立根油滴實驗時，選擇一個合適油滴的試測時間范圍是 8 S到 20 S。

3、密立根油滴實驗中，主要需要測__電壓__________和 ___時間_______這兩個物理量。

三、簡答題

1、為什么實驗前要先調水平？

答案要點：本實驗采用的方法是平衡法，本方法利用兩個平衡狀態（1、重力與電場力平衡處于“靜止”狀態；

2、重力與空氣阻力二力平衡，處于勻速直線運動狀態），立方程求解。其中平衡狀態1即對電場力的方向有豎直向上的要求，與電場力方向垂直的平行極板必須為水平，因此，實驗前需要滿足這一要求將平行極板調水平。

2、什么樣的油滴是合適的？

答案要點：

1、平衡電壓在200至300V；

2、油滴測量時下落所花的時間在8至20秒。

第三篇：變壓器油實驗報告

變壓器油試驗報告

使用單位：甘肅省隴南市白鶴橋水電廠 試驗單位：甘肅華元電氣工程有限公司 產品型號：S11-8000/38.5 出廠序號：1506075 變壓器油號：45# 執行標準：GB7252-2001，GB2536-90，GB/T7595-2008 試驗環境溫度：20℃ 相對濕度：60% 試驗人：XXX 審核：XXX 批準：XXX XXXXXXXXXX 2015年08月18日

第四篇：密立根油滴法測量電荷電量實驗的一種改進

密立根油滴實驗的操作改進

姓名：屈少斌 學號：2022015020 摘要: 密立根油滴實驗是物理學的經典實驗之一, 至今仍是近代物理實驗中的必做實驗。本文針對密立根油滴法測量電荷電量的實驗中存在誤差過大導致實驗結果偏差過大的問題, 提出一種輔助該實驗的軟件方案。該方案能夠避免過大的誤差, 同時合理保留精度允許范圍的誤差量, 較為真實可靠的還原整個實驗過程。將該軟件改進方案引入實驗教學, 能夠在節約成本的同時改善教學效果、提高教學質量。關鍵詞: 密立根油滴法;實驗;電荷;改進方案

引言

19世紀末, 隨著X射線的發現而迅速展開的物理學革命, 揭開了現代物理學的序幕, 人類從此打開了奇妙的微觀世界研究的大門。1897年J1J1Thomson在研究陰極射線的實驗中確認了電子的存在。于是, 測定電子電荷e就成了當時物理學家面臨的重大課題。美國實驗物理學家密立根(R1A1Millikan)歷經11年時間[ 1 ], 首次精確地測出了基本電荷的數值為e=(1.5924±0.0017)×10-19C,因而獲得1923年的諾貝爾物理學獎[ 2 ]。密立根油滴實驗設計巧妙, 方法簡便, 設備簡單, 結果準確, 堪稱物理實驗之典范, 尤其是它的設計思想更值得借鑒。近年來[ 3 ], 根據該實驗的設計思想改進的用磁漂浮的方法測量分數電荷, 以及用密立根油滴儀同時測量粉塵的粒徑和電荷量的實驗, 引起了人們的普遍關注, 說明該實驗至今仍富巨大的生命力。重做密立根油滴實驗[ 4 ], 在不斷改進測量方法的同時, 可以進一步體驗前輩物理學家深刻的物理思想和精巧的實驗設計。

1897年湯姆生發現了電子的存在后，人們進行了多次嘗試，以精確確定它的性質。湯姆生又測量了這種基本粒子的比荷（荷質比），證實了這個比值是唯一的。許多科學家為測量電子的電荷量進行了大量的實驗探索工作。電子電荷的精確數值最早是美國科學家密立根于1917年用實驗測得的。密立根在前人工作的基礎上，進行基本電荷量e的測量，他作了幾千次測量，一個油滴要盯住幾個小時，可見其艱苦的程度。

密立根通過油滴實驗，精確地測定基本電荷量e的過程，是一個不斷發現問題并解決問題的過程。為了實現精確測量，他創造了實驗所必須的環境條件，例如油滴室的氣壓和溫度的測量和控制。開始他是用水滴作為電量的載體的，由于水滴的蒸發，不能得到滿意的結果，后來改用了揮發性小的油滴。最初，由實驗數據通過公式計算出的e值隨油滴的減小而增大，面對這一情況，密立根經過分析后認為導致這個謬誤的原因在于，實驗中選用的油滴很小，對它來說，空氣已不能看作連續媒質，斯托克斯定律已不適用，因此他通過分析和實驗對斯托克斯定律作了修正，得到了合理的結果。

密立根的實驗裝置隨著技術的進步而得到了不斷的改進，但其實驗原理至今仍在當代物理科學研究的前沿發揮著作用，例如，科學家用類似的方法確定出基本粒子──夸克的電量。

油滴實驗中將微觀量測量轉化為宏觀量測量的巧妙設想和精確構思，以及用比較簡單的儀器，測得比較精確而穩定的結果等都是富有啟發性的。

由于密立根油滴法的精妙設計和重大的意義, 因此大學物理實驗課中, 密立根油滴法測定電子電荷的實驗也是學生必做實驗之一。現在做密立根油滴法測定電子電荷實驗所用的儀器設備比起100年前的密立根所用設備有了非常大的改進。學生用專用實驗儀器在做該實驗 時只需要找到合適的油滴, 并進行簡單的按鍵操作就可以完成基本的測量。經過測量, 實驗儀器會自動給出油滴所帶的電荷數。然后, 學生通過計算就可以測定電子所帶的電荷數。然而, 由于實驗儀器本身的原因和學生的操作誤差, 常常導致實驗結果測量到的電子電荷數和電子電荷理論值相距甚遠, 大大超出可接受的范圍。基于這種實驗課程中的實際情況, 本文提出了一種對密立根油滴法測定電子電荷實驗的改進方案。

一

密立根油滴法實驗原理

密立根油滴實驗有兩種基本的方法, 即動態法和靜態平衡法。這兩種方法都是從觀察和測量帶電油滴在電場中的運動規律入手的, 運動規律不同導致實驗方法有一定區別。為了獲得比較精確的測量結果, 盡可能把油滴受到的各種作用和修正因素都考慮進去。

動態法

當油滴受到的重力、電場力、浮力及粘滯阻力四個力的作用平衡時, 作勻速的上升運動, 就滿足了動態 法的測量條件。(1)實驗原理

當平行極板間未加電壓時, 油滴受重力、浮力、粘滯阻力三個力作用,平衡時 F重-F浮=F粘在平行極板間加電壓, 油滴受重力、浮力、電場力及粘滯阻力四個力作用,平衡時。

靜態平衡法

當油滴在重力、電場力、浮力三個力的作用下靜止時, 就滿足了靜態平衡法的測量條件。(1)實驗原理

當平行極板間未加電壓時, 油滴的受力情況與311節(1)中未加電壓時相同。

當給平行極板加上電壓時, 調節電壓使油滴靜止, 這時油滴同時受到重力、浮力、電場力三個力作用, 其關系為： F重-F浮= F電

在介紹改進方案之前, 再介紹下密立根油滴法[ 5 ]。實驗中，用噴霧器將油滴噴入兩塊相距為d的水平放置的平行極板之間，如圖3所示。油滴在噴射時由于摩擦，一般都會帶電。設油滴的質量為m，所帶電量為q，加在兩平行極板之間的電壓為V，油滴在兩平行極板之間將受到兩個力的作用，一個是重力mg，一個是電場力mg=qV/d。通過調節加在兩極板之間的電壓V，可以使這兩個力大小相等、方向相反，從而使油滴達到平衡，懸浮在兩極板之間。此時有: mg=qV/d

(1)

為了測定油滴所帶的電量q，除了測定V和d外，還需要測定油滴的質量m。但是，由于m很小，需要使用下面的特殊方法進行測定。

因為在平行極板間未加電壓時，油滴受重力作用將加速下降，但是由于空氣的粘滯性會對油滴產生一個與其速度大小成正比的阻力，油滴下降一小段距離而達到某一速度v后，阻力與重力達到平衡（忽略空氣的浮力），油滴將以此速度勻速下降示。

由斯托克斯定律可得:

f=6παηv=mg

(2)其中η是空氣的粘滯系數，α是油滴的半徑（由于表面張力的作用，小油滴總是呈球狀）。

設油滴的密度為ρ，油滴的質量m可用下式表示

m=4πα3ρ/3

(3)將（2）式和（3）式合并，可得油滴的半徑為:

α=(9ηv/2ρg)1/2

(4)由于斯托克斯定律對均勻介質才是正確的，對于半徑小到10-6m的油滴小球，其大小接近空氣空隙的大小，空氣介質對油滴小球不能再認為是均勻的了，因而斯托克斯定律應該修正為

fr=6παηv/(1+b/αp)式中b為一修正常數，取b=6.17 ×10-6cmHg ；P為大氣壓強，單位是cmHg。利用平衡條件和（3）式可得

α=[9ηv/2ρg(1+b/αp)]1/2

(5)上式根號下雖然還包含油滴的半徑α，因為它是處于修正項中，不需要十分精確，仍可用（4）

式來表示。將（5）代入（3）式得

3/

2m=4π/3[9ηv/2ρg(1+b/αp)] ρ

(6)當平行極板間的電壓為0時，設油滴勻速下降的距離為l，時間為t，則油滴勻速下降的速度為

v=L/t

(7)將（7）式代入（6）式，再將（6）式代入（1）式得

q=18πd[ηL/t(1+b/αp)]

3/2

/v(2ρg)1/2

(8)

實驗發現，對于同一個油滴，如果改變它所帶的電量，則能夠使油滴達到平衡的電壓必須是某些特定的值vn。研究這些電壓變化的規律可以發現，他們都滿足下面的方程

q=ne=mgd/vn 式中n=±1, ±2…..而e則是一個不變的值。

對于不同的油滴，可以證明有相同的規律，而且e值是相同的常數，這即是說電荷是不連續的，電荷存在著最小的電荷單位，也即是電子的電荷值e。于是，（8）式可化為 ne=18πd[ηL/t(1+b/αp)]

3/2

/v(2ρg)1/2

(9)

根據上式即可測出電子的電荷值e，驗證電子電荷的不連續性。

二

密立根油滴實驗的儀器

密立根油滴實驗儀MOD-8由油滴儀和CCD成像系統組成。在過去的油滴實驗中常通過顯微鏡觀測油滴, 時間一長眼睛感到疲勞, 以至于丟失油滴。現使用電視顯微油滴儀, 采用CCD攝像頭和監視器。從監視器上觀察油滴, 視野寬闊, 圖像鮮明, 提高了測量精度[ 6 ]。

三

實驗中存在的問題

現在實驗采用的密立根油滴儀的操作雖然比較簡單, 但由于儀器自身的限制, 加上學生的操作誤差, 常常不能得到令人滿意的測量精度。根據實際的實驗經歷, 總結如下幾方面的誤差:

第一, 由于采用噴霧器, 因此油滴大小不可控, 選擇合適大小的油滴需要耗費大量時間和精力。

第二, 兩個帶電極板間的電壓是可調的, 但是其精度有限, 因此會造成實驗中極板間的電場力和油滴重力不能完全平衡, 油滴會存在緩慢的漂移。

第三, 學生肉眼判斷油滴進入勻速下降狀態存在一定的誤差。

第四, 油滴儀的按鍵存在響應時間。學生目視油滴儀屏幕, 觀察到油滴勻速下落開始計時和計時結束時都需要操作按鍵, 而從學生看到到按鍵響應中間的時間誤差較大。由于油的密度、重力加速度、空氣粘度、大氣壓強、平行板間距離等都可以通過精確測量得到較為準確的數值, 顧不考慮這幾個參量引入的誤差。

從上述分析可以看出, 密立根油滴儀對油滴的選擇具有極大的隨機性, 而儀器本身的性能又增加了許多限制, 加上學生個體的操作誤差, 在有限的課堂時間中,很可能會使實驗結果出現非常大的偏差。這種實驗偏差不但不利于學生對密立根油滴法的理解, 還給教師的教學帶來了許多不必要的麻煩。

四

改進方案

為了能夠在有限的課堂時間中改善實驗效果, 讓學生對密立根油滴法有更為直觀和準確的認識, 本文提出一種軟件方案來模擬密立根油滴法測定電子電荷實驗。改進方案具體包含以下幾個部分: 第一, 由于油的密度、重力加速度、空氣粘度、大氣壓強、平行板間距離和修正常數基本不會引入大的誤差, 所以我們在軟件中將這些參量預置為本地測量的實際數據。

第二, 通過軟件隨機產生模擬油滴的質量, 并把油滴的質量控制在與實際噴霧器噴出的油滴相同的數量級,這個值做為模擬油滴的真實值。并根據這個模擬的真實質量和前面預置的本地重力加速度值來計算出模擬油滴受到的重力。

第三, 為模擬油滴的真實值附加一個大小合適的隨機測量誤差, 從而得到模擬油滴的質量測量值。

第四, 設置兩極板電壓可調, 并且極板電壓調節精度采用最高精度的浮點數, 從而保證兩極板電壓絕對可以使帶電油滴所受到的電場力完全和其重力平衡。電壓值給出精確值。

第五, 通過軟件實現模擬油滴從屏幕上方自由落體下落, 并在一個起始線后進入勻速狀態。該勻速度的大小可以由修正的斯托克斯定律求得。

第六, 學生觀察到模擬滴穿越起始線進入勻速狀態后, 隨時可以點擊鼠標開始記錄時間和下降距離。記錄完畢時, 再次點擊鼠標, 計算機自動統計給出下降的時間和下降的距離。

第七, 為上述參與公式計算的測量量分別附加一個合理的誤差, 輸出給學生。并且將電荷量的計算結果輸出給學生, 讓學生根據這個值進行計算。

第八, 通過軟件圖示演示數據處理過程和誤差分析的方法, 讓學生對整個實驗加深認識和理解, 掌握密立根實驗的精髓。

五

改進方案的C++和Matlab編程實現要點

由于C++和Matlab語言具有豐富的函數庫和強大的開發功能[ 7 ] [ 8 ], 上述改進方案的具體實現采用C++和Matlab語言編程實現。由于文章篇幅所限, 本文并不給出具體程序, 而只闡述編程實現過程中需要注意的關鍵問題: 第一, 軟件方案中的預置量需要提前實地測量, 保證與實際密立根油滴儀一致。只有這些前提條件是準確一致的, 才能確保兩個實驗可以進行相對應的比較。

第二, 隨機產生油滴時, 由于帶電量和質量都是隨機的, 所以需要通過軟件設置保證油滴的質量和帶電量基本符合實際情況, 不會相差若干個數量級。

第三, 一定要給軟件產生的數據量附加一個誤差量, 而且誤差量的具體大小根據相應的實際測量工具來確定。

六

結

論

密立根油滴實驗的方法給我們許多啟發，通過本實驗，我們不僅能進一步理解該實驗，而且還可以對電荷的量子性有初步的感受，能夠用實驗的方法對量子論的東西進行接觸，也許對我們學習量子論的物理知識有很大的幫助，可能就是因為做過本實驗，我們在學習量子論的后續課程中有一點點實驗的基礎。實驗中我們發現了想要做好此實驗并不是那么的容易，因為當我們真正的來做該實驗的時候，我們才發現，雖然實驗的原理不是很難，但是操做起來比較困難，因為實驗中我們不僅要用眼睛觀看油滴的運動，而且還要用手進行相關的操作，這樣導致我們的眼眼睛和手的操作很難同時實現。鑒于上面的這些因素，才提出了下面的操作控制。

密立根油滴法測量電荷電量的實驗中常常由于實驗儀器本身的誤差和學生的操作誤差過大而導致實驗結果嚴重偏離正確值, 給學生的學習和教師的教學都帶來了非常大的困擾。本文提出一種軟件方案用于輔助密立根油滴法實驗教學。該方案能夠避免上述較大的誤差, 同時合理保留精度允許范圍的誤差量, 較為真實的反映密立根油滴法實驗的整個過程。采用該方法, 在不用更換密立根油滴儀的情況下, 就可以解決該實驗中學習和教學的問題, 可以在節約成本的同時實現對教學效果較好的改善。

密立根因測出電子電量及其他方面的貢獻，榮獲1923諾貝爾物理獎，從他的成功過程可以看出，在科學探索中，只要具備了條件，思想方法正確，百折不撓地干下去，認識就能不斷深化，并能最終獲得成功。p參考文獻: [1] 熊俊.近代物理實驗[M].北京: 北京師范大學出版社,2007:1-9.[2] 李娟,李蜀晉, 胡再國.密立根油滴實驗數據分析[ J].物理實驗,2008,28(4):28-30.[3] 潘人培.物理實驗[M].南京: 南京工學院出版社,1986:267-276.[4] 鄔鴻彥,朱明剛.近代物理實驗[M].北京:科學出版社, 1998:41-51.[5] 李明.大學物理實驗教程[M].浙江: 浙江大學出版社, 2007.[6] 張天 ,董有爾.近代物理實驗[M].北京:科學出版社, 2004:30-36.[7] 譚浩強，周志德，北京：清華大學出版社，C++程序設計。電子工業出版社，2006.[8] 陳杰.MATLAB寶典[M].北京: 電子工業出版社, 2007.

第五篇：生物制品學實驗報告----三價副豬嗜血桿菌油乳劑滅活疫苗的制備及檢驗（小編推薦）

三價副豬嗜血桿菌油乳劑滅活疫苗的制備及檢驗

副豬嗜血桿菌是豬格拉澤氏病(Glasser’s disease)的病原菌，屬于巴斯德菌科嗜血桿菌屬，是一種多形態、非溶血性、不運動、NAD 依賴型、革蘭氏陰性細小桿菌。對營養要求比較苛刻，培養時必須供給含有V 因子（NAD）或（NADP)的新鮮血液才能生長。此菌有多種血清型，其中強毒力的有1、5、10、12、13、14型，常可致死動物；中等毒力的有2、4、8、15型，多表現為多發性漿膜炎，不致死；低毒力的有3、6、7、9、11型，常無臨床表現和病變。在中國，4型和5型是主要分離株，而澳大利亞和丹麥的主要血清型為5型和13型。在研究2、4、5、12、13和14型間的交叉保護性時發現，除了血清12型制備的單菌和血清2、12型制備的二價苗外，其他型都能對同源菌株產生保護；用血清4型制備的菌苗，可以保護血清5型的攻擊；用血清4、5型制備的二價菌苗，可以抵抗血清13、14型的攻擊（仔豬病變的嚴重性和病死率明顯降低）。三價滅活疫苗主要用于預防豬副嗜血桿菌病。該苗針對性強，安全可靠，能有效降低發病率和死亡率。一、實驗目的 了解副豬嗜血桿菌油乳劑滅活苗制作的流程。2 掌握副豬嗜血桿菌油乳劑滅活苗制作的操作技術。

二、乳化的原理

乳化劑能降低分散物的表面張力，在微滴（粒）表面形成薄膜或雙片層，以阻止微滴（粒）的相互凝結。

三、材料，試劑，培養基

（1）器材：不銹鋼鍋（或瓷鍋）、電爐、乳化器、量筒、玻璃棒、離心機、吸管等。

（2）試劑：、甲醛（滅活劑）、白油（抗原油相）、Span-80（油相乳化劑）、Tween-80（抗原水相乳化劑）、硬脂酸鋁（穩定劑）、4、5、13型分離菌株（抗原）。（3）培養基的制備：

1、配制0.2%的V因子

準確稱0.2g的NAD（輔酶I）加入100mlddH2O，用0.22um的細菌過濾器過濾除菌，4°C保存備用。

2、制備TSA培養基

稱16gTSA加入348ml雙蒸水，121°C高壓滅菌20min，當溫度到50°C左右時（放入50°C水浴鍋）加入0.2%的V因子，使V因子濃度達100ug/ml，然后加入32ml的滅活新生牛血清

100ml----4g TSA-----5ml V因子-------8ml血清

3、TSB培養基

稱3gTSB于87 ml雙蒸水中溶解。121°C高壓滅菌15min，冷卻至50°C左右，加入已配制的0.2%的V因子5ml，再加入滅活的新生小牛血清8ml，使血清濃度達0.8% 100ml-------3g TSB----5ml V因子----8ml血清

四、實驗內容

（1）菌株菌液制備及培養繁殖 將副豬嗜血桿菌三株菌種按分別劃線接種于TSA固體培養基平板上，37°C恒溫培養18-24h，挑取單個菌落接種于TSB液體培養基中，37°C振蕩培養12-16 h后，再將此菌液按l%的比例加入新配制的TSB液體培養基，37℃振蕩培養12-16h后，按平板菌落計數法計數。培養24h后，收集菌液，用分光光度計法測定細菌總菌含量。經檢驗合格者作為制苗抗原。（2）制苗抗原的濃縮和細菌的滅活

將純檢合格的制苗抗原培養物以超濾器濃縮，作為制苗用濃縮抗原。然后按TSB液體培養基總體積加入終濃度為0.2%的甲醛（先10倍稀釋），充分搖勻后，37°C溫箱中滅活14h或分別在4、8、12、16、20h和24h取滅活菌液于TSA固體培養基劃線培養，置普通恒溫箱中37℃培養48h，觀察細菌滅活效果。37°C滅活14h可達到較好的效果。（3）制苗用水相的制備

根據培養24h后的分光光度計法或麥氏比濁管測定的總菌數結果，參照培養12-16h的平板菌落計數法計數結果。取滅活的三種血清型按照一定的比例（等量）混合抗原液96份，然后過濾, 除去沉渣及雜物, 加入4份即終濃度為4%滅菌的Tween-80(96∶4)充分混勻, 邊加邊攪拌，使其充分融化（可加熱助溶，溫度低于37℃）, 作為制苗用水相，水相要搖勻，讓吐溫-80充分溶解。（4）制苗用油相的制備

取10號白油93份（先加一部分，后補足）置于不銹鋼鍋中緩慢加熱后，加入硬脂酸鋁1份，邊加邊攪拌，直到透明為止，再緩慢加入6份Span-80(司本-80)，充分混勻，121℃高壓蒸汽滅菌3Omin，冷卻至室溫備用。或者按比例將工業白油94份置于不銹鋼鍋（或瓷鍋）中加熱后，緩慢加入6份 Span-80，混合后按總量加入2%硬脂酸鋁，溶化后，繼續升溫至160℃，維持10min，待冷卻后即可制苗。切勿用少量的白油與硬脂酸鋁混合后邊煮邊攪拌，那樣很容易燒焦冒煙。（5）疫苗的制備（乳化工藝）

按油相與水相2：1（v/v）混合乳化。即1份水相配2份油相在高速攪拌器中攪拌。先將處理好的油相2份置于高速攪拌器中，低速攪動油相，同時緩慢加入水相l份(油∶水= 2∶1)，乳化時膠體磨轉速由慢變快，最后以8，000一10，OO0r/mln高速乳化2一5min，使水油充分乳化。乳劑混勻，分裝于滅菌疫苗瓶中。在乳化過程中亦可根據乳劑黏稠度適當調整油、水相比。制成乳白色的W/O型油乳佐劑疫苗。

（6）油乳劑檢驗：油乳劑檢驗項目包括乳劑類型檢查、黏度測定、穩定性測定、粒度大小及分布檢測等，生產實際中以黏度測定與穩定性測定為主。在每批苗分裝過程的前、中、后各抽樣2瓶供物理性狀檢驗及安全檢驗。無菌檢驗： 將制備好的滅活油乳苗分別接種于普通肉湯培養基和血瓊脂培養基中 , 于37 ℃溫箱中培養10 d, 觀察有無細菌生長。均應無菌生長方合格。物理性狀檢驗 : 觀察疫苗顏色：眼觀應為均勻一致的乳白色黏稠乳劑。穩定性檢測 ：1）離心加速法，將疫苗置于 10m l 離心管內, 3 000 r/min離心15min水油不分層，可保存1年以上不破乳。2）加速老化法，疫苗于37℃儲存10-30d不破乳，說明其穩定性良好。黏度檢驗：最簡易的方法是在室溫條件下用吸管吸取1ml乳劑, 然后垂直放出, 記錄放出0.4ml所需時間。垂直放出0.4ml所需要的時間作為黏度單位，以0.4ml 2-6s為合格，說明黏度適中, 適合于注射應用，不得多余10-15s。

5劑型檢測：將疫苗數滴滴于冷水表面, 觀察油滴擴散情況，即觀察疫苗滴于水中是否呈油滴狀且不分散。滴于水中油滴呈規則的圓形, 未見擴散現象, 說明疫苗為油包水劑型。

6安全檢驗：對最小使用日齡靶動物一次單劑量接種的安全性滅活疫苗接種途徑只有一種，就是肌肉注射。每批三價滅活苗隨機取樣3瓶,等量混合后接種兔2只,每只肌肉注射2mL；接種14日齡哺乳仔豬，每組5頭，每頭豬接種2ml，另設5頭豬作為陰性對照，于耳后肌肉注射5-10 mL, 觀察仔豬的臨床表現，并每日測定體溫，持續2周。

五、小結

（1）副豬嗜血桿菌對營養要求比較苛刻，培養時必須供給含有V 因子（NAD）或（NADP)的新鮮血液才能生長。且具有非常多的血清型，純化非常困難。故對菌的純化及滅活和疫苗的安全性試驗是生產滅活苗的關鍵環節。由于副豬嗜血桿菌，在菌液制備的過程中容易生長雜菌，我們純化了很多次菌，液體仍然很渾濁，使得實驗進展延后。（2）注意事項： 細菌滅活過程中，甲醛濃度越高，堿性溶液中的抗原性損失就越大。故甲醛要注意適量 2 制備油相時，要使Span-80和硬脂酸鋁充分溶解。3 制備水相時，抗原與Tween-80充分混勻。乳化時，油相必須冷卻后方可與水相混和乳化，以防油溫過高使抗原性降低。5 注意先加入油相后再加入水相，充分攪拌。6 疫苗在4℃、暗處保存，切勿冰凍。7 一定要做好安全檢驗