آزمایش رابرت میلیکان

پس از آنکه تامسون توانست از طریق انحراف پرتو کاتدی در میدان الکتریکی و مغناطیسی نسبت بار به جرم را در الکترون تعین کند رابرت ملیکان موفق شد مقدار بار الکترون را به طور دقیق تعیین کند.
در آزمایش ملیکان قطرات بسیار ریز روغن تحت تابش اشعه X قرارداده میشوند، قطرات روغن در این روش بار الکتریکی مثبت بدست می آورند و به همین علت
الکترون جذب میکنند از این رو با اندازه گیری بارهای قطرات روغن ، بار الکترون تعیین میشود.
وقتی این قطرات بین دو صفحه افقی قرار میگیرند و شعاع یک قطره با اندازه گیری سرعت سقوط آن ها تعیین میشود زمانی که یک قطره روغن بدون بار در هوا سقوط می‌کند، سه نیروی وزن ، ارشمیدس و چسبندگی بر آن وارد می‌شود. دو نیروی وزن و ارشمیدس مقدار ثابتی دارند و مستقل از سرعت قطره می‌باشند، اما نیروی چسبندگی ثابت نبوده و مقدار آن بستگی به سرعت سقوط قطره دارد. بنابراین چون به هنگام سقوط آزاد قطره لحظه به لحظه سرعت آن بیشتر میشود مقدار نیروی چسبندگی نیز افزایش می یابد تا آنکه سرانجام زمانی می‌رسد که برآیند نیروهای وارد بر قطره صفر شود. در این حالت حرکت قطره یکنواخت شده و سرعت آن ثابت می شود. در این حالت می‌توان شعاع قطره روغن را از شرط صفر شدن برآیند نیروهای وارد بر قطره بدست آورد.
ولی قطره روغن در حین سقوط بار دار شود ودر حین سقوط بین دو صفحه موازی با فاصله معین که بین آنها اختلاف پتانسیل معینی وجود دارد قرار بگیرند چون قطره روغن باردار شده است، لذا در میدان الکتریکی موجود میان صفحات بر آن نیرویی اعمال می‌شود.با تنطیم اختلاف پتانسیل و فاصله صفحات می‌توانیم شرایطی را بوجود آوریم که قطره به حالت سکون درآید و چون شعاع قطره را از قبل می‌دانیم، لذا مقدار بار الکتریکی از صفر شدن برآیند کل نیروها در این حالت محاسبه می‌شود.
بار هایی که به این ترتیب محاسبه میشوند باهم برابر نیستند ولی برحسب تعداد الکترون جذب شده همگی مضربی از بار الکترون هستند بر اساس همین آزمایش بار الکترون برابر 1.6 در 10 به توان( 19-) تعیین گردید.

اطاقک میلیکان یک محفظه کوچک فلزی است به عمق چند میلیمتر که به الکترودهایی متصل شده است که این الکترودها میتوانند بین صفحات اختلاف ولتاز در حد لزوم تامین کنند. در قسمت بالای اطاقک یک قطره پاش پلاستیکی وجود دارد که با کمک آن روغن به داخل محفظه پمپ میشود. یک عدسی چشمی نیز برای مشاهده قطره ها تعبیه شده است . همین طور دستگاه مجهز به بخشی است که که با کمک آن به قطره ها اشعه ایکس تابانده شده و قطره ها باردار می گردد.