Encyclopædia Britannica, Inc.Zobacz wszystkie filmy do tego artykułu
Millikan oil-drop experiment, pierwszy bezpośredni i przekonujący pomiar ładunku elektrycznego pojedynczego elektronu., Został wykonany pierwotnie w 1909 roku przez amerykańskiego fizyka Roberta A. Millikana, który opracował prostą metodę pomiaru minutowego ładunku elektrycznego, który jest obecny na wielu kroplach mgły olejowej. Siła na dowolny ładunek elektryczny w polu elektrycznym jest równa iloczynowi ładunku i pola elektrycznego. Millikan był w stanie zmierzyć zarówno wielkość siły elektrycznej, jak i wielkość pola elektrycznego na małym ładunku odizolowanej kropli oleju i na podstawie danych określić wielkość samego ładunku.,
Encyclopædia Britannica, Inc.,
oryginalny eksperyment Millikana lub jakakolwiek zmodyfikowana wersja, taka jak poniżej, nazywa się eksperyment kropli oleju. Zamknięta komora z przezroczystymi bokami jest wyposażona w dwie równoległe metalowe płyty, które pobierają ładunek dodatni lub ujemny po przyłożeniu prądu elektrycznego. Na początku eksperymentu rozpylacz rozpyla drobną mgiełkę kropelek oleju do górnej części komory. Pod wpływem grawitacji i oporu powietrza niektóre krople oleju wpadają przez mały otwór wycięty w górnej metalowej płycie., Gdy przestrzeń między metalowymi płytkami jest jonizowana przez promieniowanie (np. promienie rentgenowskie), elektrony z powietrza przyłączają się do spadających kropelek oleju, powodując ich uzyskanie ujemnego ładunku. Źródło światła, ustawione pod kątem prostym do mikroskopu obserwacyjnego, oświetla krople oleju i sprawia, że wyglądają jak jasne gwiazdy podczas upadku. Masę pojedynczej naładowanej kropli można obliczyć obserwując, jak szybko spada., Poprzez regulację różnicy potencjałów lub napięcia między metalowymi płytami można zwiększyć lub zmniejszyć prędkość ruchu kropli; gdy ilość siły elektrycznej w górę jest równa znanej sile grawitacji w dół, naładowana kropla pozostaje nieruchoma. Ilość napięcia potrzebnego do zawieszenia kropli jest używana wraz z jej masą do określenia całkowitego ładunku elektrycznego na kropli., Dzięki wielokrotnemu zastosowaniu tej metody, wartości ładunku elektrycznego na poszczególnych kroplach oleju są zawsze wielokrotnościami liczby całkowitej najniższej wartości—wartość ta stanowi sam elementarny ładunek elektryczny (około 1,602 × 10-19 Coulomba). Od czasu oryginalnego eksperymentu Millikana metoda ta dawała przekonujący dowód na istnienie ładunku elektrycznego w podstawowych jednostkach naturalnych. Wszystkie kolejne odrębne metody pomiaru podstawowej jednostki ładunku elektrycznego wskazują, że ma ona tę samą wartość podstawową.